Ο εγκέφαλος μας λέει τι πρέπει να κάνουμε, πώς να δράσουμε, τι να σκεφτούμε και τι να πούμε. Μάλιστα θυμάται το πρόσωπο των ξένων στο δρόμο και τα περιβάλλει στις ανησυχίες μας, γεμίζει ένα καπέλο για πάρτι και βάζει σε κακό καγκουρό, δημιουργώντας ένα περίεργο σενάριο για να μας διασκεδάσει ενώ κοιμόμαστε. Εμείς εξαρτάμε από αυτό το όργανο να ζήσουμε και να μάθουμε, αλλά πολλά γι 'αυτό το όργανο εξακολουθεί να παραμένει ως μυστήριο για εμάς, όπως το εσωτερικό μιας μαύρης τρύπας. Κάθε χρόνο, νέες ανακαλύψεις μας διδάσκουν περισσότερα για αυτό το θαυμαστό όργανο. Οι φετινές ανακαλύψεις περιλαμβάνουν μια παράξενη ικανότητα του εγκεφάλου να προστατεύεται από την ιδέα του θανάτου, πώς οι μοναχικές αποστολές της Ανταρκτικής μπορούν να συρρικνώσουν τον εγκέφαλο και πώς ο εγκέφαλος λειτουργεί ακόμα όταν το μισό του λείπει. Γυρίστε λοιπόν για να μάθετε για μερικές από τις μεγαλύτερες ανακαλύψεις του εγκεφάλου του 2019.
Θυμωμένα όνειρα
Οι άνθρωποι μπορούν να βιώσουν πολλά συναισθήματα ενώ κοιμούνται, ακόμα και θυμό. Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι με την ανάλυση της δραστηριότητας του εγκεφάλου, θα μπορούσαν να πουν εάν ένα άτομο είχε θυμωμένα όνειρα ή όχι. Η ομάδα εξέτασε περιοχές του εγκεφάλου που είναι γνωστές ως "μετωπικοί λοβούς", οι οποίες συμβάλλουν στον έλεγχο της έκφρασης των συναισθημάτων και βοηθούν στην επίλυση προβλημάτων. Η ασύμμετρη δραστηριότητα στους μετωπικούς λοβούς του εγκεφάλου κατά τη διάρκεια και πριν από τον ύπνο θα μπορούσε να υποδεικνύει ότι ένα άτομο είχε οργισμένα όνειρα, σύμφωνα με τα ευρήματα.
Όταν χαλαρώνουμε, ο εγκέφαλος απελευθερώνει άλφα εγκεφαλικά κύματα που κυμαίνονται μεταξύ 8 hertz και 12 hertz. Αν υπάρχει αναντιστοιχία στην δραστηριότητα άλφα - τα περισσότερα άλφα εγκεφαλικά κύματα που απελευθερώνονται, όσο λιγότερη περιοχή του εγκεφάλου λειτουργεί - μεταξύ των δύο μετωπικών λοβών, δείχνει ότι το άτομο προσπαθεί να ελέγξει τον θυμό του. Μετά την ανάλυση αυτών των εγκεφαλικών κυμάτων σε 17 συμμετέχοντες που πέρασαν δύο νύχτες (σε διάστημα εβδομάδας) σε ένα εργαστήριο ύπνου, η ομάδα διαπίστωσε ότι κάτι παρόμοιο συμβαίνει στον εγκέφαλο ενώ το άτομο κοιμάται. Τα άτομα με μεγαλύτερη μετωπική άλφα ασυμμετρία ενώ κοιμούνται ανέφεραν ότι είχαν πιο θυμωμένα όνειρα.
Μοναδικές αποστολές στην Ανταρκτική
Οι άνθρωποι - ακόμα και οι εσωστρεφείς - είναι κοινωνικά όντα και η μοναξιά μπορεί να επηρεάσει τον εγκέφαλο. Μια μελέτη διαπίστωσε ότι εννέα εξερευνητές που πέρασαν πάνω από ένα χρόνο στο κενό της Ανταρκτικής έφυγαν με ελαφρώς μικρότερα εγκεφάλου. Μια ομάδα ερευνητών συνέκρινε τις εγκεφαλικές εξετάσεις των εγκεφάλων των εξερευνητών που πήραν πριν φύγουν για την έντονη ήπειρο και αφού επέστρεψαν στην κοινωνία. Διαπίστωσαν ότι τμήματα του εγκεφάλου, όπως ο ιππόκαμπος - μια περιοχή του εγκεφάλου που εμπλέκεται στη μάθηση και τη μνήμη - είχαν μικρότερο όγκο μετά την επιστροφή των εξερευνητών, ανέφερε η ομάδα νωρίτερα αυτό το μήνα.
Επιπλέον, οι εξερευνητές είχαν μειωμένα επίπεδα μιας πρωτεΐνης που ονομάζεται νευροτροφικός παράγοντας που προέρχεται από εγκεφάλους (BDNF), ο οποίος υποστηρίζει την ανάπτυξη και επιβίωση νέων νευρώνων και είναι απαραίτητος για τη δημιουργία νέων συνδέσεων στον εγκέφαλο. Τώρα, οι ερευνητές προσπαθούν να καταλάβουν τρόπους - όπως ρουτίνες άσκησης ή εικονική πραγματικότητα - για να βοηθήσουν στην πρόληψη της συρρίκνωσης του εγκεφάλου, όταν οι άνθρωποι βρίσκονται σε τέτοιες μοναχικές, μη διεγερτικές συνθήκες.
Λείπει οι βολβοί
Θα ήταν περίεργο αν ένα άτομο ήταν σε θέση να πάρει ένα μήλο χωρίς να χρησιμοποιήσει το χέρι τους. Ομοίως, μια ομάδα ερευνητών ανακάλυψε ένα μικρό υποσύνολο ανθρώπων που μπορούν να μυρίσουν, αν και λείπουν μια κρίσιμη περιοχή του εγκεφάλου που χρειάζεται να είναι οσμή. Οι οσφρητικοί βολβοί κάθονται στο μπροστινό μέρος του εγκεφάλου και επεξεργάζονται πληροφορίες σχετικά με μυρωδιές από τη μύτη. Οι ερευνητές το ανακάλυψαν τυχαία όταν εξέτασαν τις εγκεφαλικές εξετάσεις μιας 29χρονης γυναίκας που μπορούσε να μυρίσει κανονικά και είδε ότι έλειπε τους οσφρητικούς βολβούς της. Αργότερα βρήκαν μερικές άλλες γυναίκες που έλειπαν επίσης τους οσφρητικούς βολβούς αλλά ισχυρίστηκαν ότι ήταν σε θέση να μυρίσουν. Πραγματοποίησαν ανιχνεύσεις εγκεφάλου και δοκιμές οσμής σε αυτές τις γυναίκες, και πράγματι, η ιστορία τους ελέγχθηκε έξω.
Οι ερευνητές δεν ξέρουν ακριβώς τι οδήγησε σε αυτή τη μαγική ικανότητα να μυρίσουν, αλλά πιστεύουν ότι ένα άλλο μέρος του εγκεφάλου θα μπορούσε να έχει αναλάβει το ρόλο των οσφρητικών βολβών, αποδεικνύοντας τη μεγάλη ικανότητα του εγκεφάλου να αναδιαμορφωθεί. Μια άλλη εναλλακτική λύση είναι ότι έχουμε όλοι λάθος και ότι δεν χρειάζεστε οσφρητικούς βολβούς για να είστε σε θέση να διακρίνετε και να προσδιορίσετε μυρωδιές - πράγμα που σημαίνει ότι αυτές οι δομές μπορεί να είναι υπεύθυνες για κάτι άλλο.
Μαγνητικό πεδίο
Ορισμένα ζώα χρησιμοποιούν το αόρατο μαγνητικό πεδίο που περιβάλλει τον πλανήτη μας ως φυσικό σύστημα πλοήγησης. Αποδεικνύεται ότι ορισμένοι άνθρωποι μπορούν επίσης να αισθανθούν το μαγνητικό πεδίο του πλανήτη μας, αν και δεν είναι ξεκάθαρο γιατί. Σε μια μελέτη που δημοσιεύτηκε τον Μάρτιο, μια ομάδα ερευνητών σάρωσε τους εγκεφάλους 34 ανθρώπων που τους είπαν να καθίσουν σε ένα σκοτεινό θάλαμο δοκιμών με ένα τεχνητό μαγνητικό πεδίο. Η ανάλυση του εγκεφάλου έδειξε ότι τέσσερις από τους 34 συμμετέχοντες έδειξαν μια ισχυρή αντίδραση σε μια μετατόπιση στο μαγνητικό πεδίο από βορειοανατολικά προς βορειοδυτικά - αλλά όχι το αντίστροφο.
Αυτά τα τέσσερα άτομα έδειξαν μια μείωση σε ένα εγκεφαλικό κύμα που έδειξε ότι ο εγκέφαλος πήρε ένα σήμα, πιθανώς ένα μαγνητικό. Δεν είναι ξεκάθαρο γιατί κάποιοι έδειξαν αντίδραση στο μαγνητικό πεδίο, ενώ άλλοι δεν το έκαναν, και δεν είναι επίσης σαφές πώς ο εγκέφαλος ανίχνευσε τέτοια σήματα. Αλλά η προηγούμενη έρευνα έχει βρει ότι ο ανθρώπινος εγκέφαλος περιέχει πολλά μικροσκοπικά μαγνητικά σωματίδια που μπορεί να έχουν κάτι να κάνουν με αυτό, σύμφωνα με τους ερευνητές.
Η ιδέα του θανάτου
Ο θάνατος είναι φυσικό φαινόμενο όπως η ζωή και η αγάπη. Αλλά το μυαλό μας μας προστατεύει από την ιδέα της δικής μας λύσης, καθιστώντας μας αδύνατο να πιάσουμε την ιδέα ότι κάποια μέρα θα ενωθούμε με τον αιώνιο ύπνο, σύμφωνα με πρόσφατη μελέτη. Ο εγκέφαλος χρησιμοποιεί συνεχώς παλιές πληροφορίες για να προβλέψει τι θα συμβεί σε παρόμοια σενάρια στο μέλλον - οπότε ο εγκέφαλος θα πρέπει να είναι σε θέση να προβλέψει ότι και εσείς θα πεθάνετε μια μέρα.
Αλλά όπως αποδεικνύεται, κάτι για την ιδέα του θανάτου μας σπάει αυτόν τον μηχανισμό στον εγκέφαλο. Μια ομάδα ερευνητών το θεώρησε παραβλέποντας πως οι εγκέφαλοι των 24 ατόμων απάντησαν όταν τα πρόσωπά τους δείχνονταν δίπλα σε λέξεις που σχετίζονταν με το θάνατο. Μετρήσεις της εγκεφαλικής δραστηριότητας έδειξαν ότι ο μηχανισμός πρόβλεψης του εγκεφάλου έσπασε όταν ήρθε στην ιδέα του θανάτου του ατόμου. Δεν είναι σαφές γιατί συμβαίνει αυτό, αλλά σύμφωνα με τους θεωρητικούς, μια υπερβολικά έντονη συνειδητοποίηση της θνησιμότητας του ατόμου θα μείωνε την πιθανότητα ότι το άτομο θα ήθελε να αναπαραχθεί, επειδή ο φόβος θα τους εμπόδιζε να αναλάβουν τους κινδύνους που πρέπει να ληφθούν για να βρουν σύντροφο .
Πλύση νωτιαίου υγρού
Οι ερευνητές έχουν γνωρίσει εδώ και πολύ καιρό ότι η δραστηριότητα του εγκεφάλου είναι πολύ ρυθμική όταν κοιμάται, παράγοντας κυματιστά κύματα νευρωνικής δραστηριότητας. Αλλά για πρώτη φορά φέτος, οι ερευνητές βρήκαν κάτι άλλο που είναι μέρος αυτού του ρυθμικού κύκλου: εγκεφαλονωτιαίο υγρό. Αυτό το υγρό περιβάλλει και προστατεύει τον εγκέφαλο και το νωτιαίο μυελό ανά πάσα στιγμή και οι προηγούμενες έρευνες έχουν δείξει ότι καθαρίζει επίσης τον εγκέφαλο των τοξικών πρωτεϊνών ενώ κοιμόμαστε.
Μια ομάδα ερευνητών σάρωσε τους εγκεφάλους των 13 ατόμων που έμειναν με ύπνο χρησιμοποιώντας μια μηχανή απεικόνισης μαγνητικού συντονισμού (MRI) και διαπίστωσε ότι το εγκεφαλονωτιαίο υγρό πράγματι τρέχει στον εγκέφαλο του ύπνου σε μια μάλλον ρυθμική ροή. η ροή του αίματος εξέρχεται από τον εγκέφαλο και το εγκεφαλονωτιαίο υγρό ρέει. Στην πραγματικότητα, αυτή η ροή είναι τόσο προβλέψιμη και σταθερή ώστε είναι δυνατόν να πει κανείς αν ένα άτομο κοιμάται ή είναι ξύπνιο, κοιτάζοντας το εγκεφαλονωτιαίο υγρό του. Τα ευρήματα θα μπορούσαν να δώσουν μια εικόνα για τα προβλήματα που σχετίζονται με τη γήρανση του εγκεφάλου.
Έλλειψη μισού εγκεφάλου
Ο εγκέφαλος έχει μια αξιοσημείωτη ικανότητα να αλλάξει και να προσαρμοστεί, όπως αποδείχθηκε σε μια μικρή ομάδα ανθρώπων που είχαν το μισό μυαλό τους αφαιρεθεί ως παιδιά για τη μείωση επιληπτικών κρίσεων. Παρά το γεγονός ότι έλειψαν ολόκληρο το μισό από το μυαλό τους, λειτουργούσαν καλά, επειδή το υπόλοιπο μισό ενισχύθηκε, σύμφωνα με νέα μελέτη. Η ομάδα ανέλυσε τους εγκεφάλους έξι ενηλίκων στα 20 και 30 που είχαν το μισό μυαλό τους αφαιρεθεί όταν ήταν μεταξύ 3 μηνών και 11 ετών και τα συγκρίνουν με άλλα άτομα των οποίων οι εγκέφαλοι ήταν άθικτοι.
Οι εξετάσεις εγκεφάλου έδειξαν ότι μεταξύ των ασθενών με μόνο ένα ημισφαίριο του εγκεφάλου, οι περιοχές του εγκεφάλου που συμμετέχουν στο ίδιο δίκτυο (όπως η όραση) συνεργάστηκαν εξίσου καλά όπως και σε εκείνους των οποίων οι εγκέφαλοι ήταν άθικτοι. Διαπίστωσαν επίσης ότι η σύνδεση μεταξύ τμημάτων διαφορετικών δικτύων εγκεφάλου ήταν ισχυρότερη σε ασθενείς που είχαν απομακρυνθεί από ένα ημισφαίριο, γεγονός που υποδηλώνει ότι ο εγκέφαλος είναι σε θέση να αντισταθμίσει την απώλεια μεγάλου μέρους του εαυτού του.
Γλώσσα εκμάθησης
Ο εγκέφαλός σας χρειάζεται αποθηκευτικό χώρο που αντιστοιχεί σε ό, τι κρατιέται σε μια δισκέτα, προκειμένου να αποκτήσετε γνώση της μητρικής σας γλώσσας, σύμφωνα με μελέτη που δημοσιεύτηκε τον Μάρτιο. Ένας μέσος αγγλόφωνος ενήλικας θα χρειαστεί να μάθει περίπου 12,5 εκατομμύρια δυαδικά ψηφία πληροφοριών που σχετίζονται με τη γλώσσα ή 1,5 megabyte αποθήκευσης. (Οι συγγραφείς χρησιμοποίησαν την ιδέα των "bits" ως παράδειγμα, ο εγκέφαλος δεν αποθηκεύει πληροφορίες σε bits ή 0s και 1s.) Αλλά πολλά από αυτά τα εκατομμύρια των bits των γλωσσικών πληροφοριών έχουν λιγότερη σχέση με τη γραμματική και τη σύνταξη παρά με λέξη έννοια . Στο βέλτιστο σενάριο, σε μια μέρα, ένας ενήλικας θα θυμάται 1.000 έως 2.000 bits της μητρικής του γλώσσας, και στο χειρότερο σενάριο, θα θυμούνται περίπου 120 bits ανά ημέρα.
Αναβιώνοντας νεκρούς εγκεφάλους
Οι επιστήμονες αποκατέστησαν την κυκλοφορία του εγκεφάλου και την κυτταρική δραστηριότητα σε εγκεφάλους των χοίρων ώρες μετά το θάνατό τους. Αυτό το ριζοσπαστικό πείραμα αμφισβήτησε την εξέχουσα ιδέα ότι μετά το θάνατο, ο εγκέφαλος υφίσταται ξαφνική και μη αναστρέψιμη βλάβη. Ωστόσο, μια ομάδα ερευνητών έδειξε ότι ο κυτταρικός θάνατος συμβαίνει για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα και σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί ακόμη να αναβληθεί ή να αντιστραφεί. Οι ερευνητές ανέπτυξαν ένα σύστημα για τη μελέτη μεταθανάτιων εγκεφάλων που ονομάζεται "BrainEx", στο οποίο αντλούσαν ένα συνθετικό υποκατάστατο αίματος στις αρτηρίες του εγκεφάλου. Αυτά αντλούσαν αυτό το διάλυμα σε 32 εγκεφάλους χοίρου 4 ώρες μετά το θάνατο των ζώων και αφήνουν το διάλυμα να παραμείνει στον εγκέφαλο για 6 ώρες. Διαπίστωσαν ότι το σύστημα διατηρούσε τη δομή των εγκεφαλικών κυττάρων, μείωσε τον κυτταρικό θάνατο και αποκατέστησε κάποια κυτταρική δραστηριότητα.
Αν και οι ερευνητές υπογράμμισαν ότι δεν παρακολούθησαν καμία δραστηριότητα που έδειξε ότι ο εγκέφαλος ήταν ενήμερος ή συνειδητός, τα ευρήματα έχουν μερικούς επιστήμονες που αμφισβητούν το τι σημαίνει να είσαι ζωντανός. Επιπλέον, αυτή η μελέτη διεξήχθη σε χοίρους και όχι σε ανθρώπους. (Οι εγκέφαλοι των χοίρων είναι περισσότερο παρόμοιοι με τους ανθρώπινους εγκεφάλους παρά με τους εγκεφάλους των τρωκτικών).
Κρυμμένη συνείδηση
Μερικοί ασθενείς που βρίσκονται σε κώμα ή σε κατάσταση βλαστητικής εμφάνισης παρουσιάζουν ενδείξεις «κρυφής συνείδησης», σύμφωνα με μελέτη που δημοσιεύτηκε τον Ιούνιο. Οι ερευνητές ανέλυσαν τα εγκεφαλικά κύματα περισσότερων από 100 ασθενών που δεν ανταποκρίθηκαν μετά από εγκεφαλικό τραύμα. Διαπίστωσαν ότι μέσα σε λίγες μέρες από τον τραυματισμό, ένας στους 7 από τους ασθενείς ανταποκρίθηκε με ένα ξεχωριστό πρότυπο εγκεφαλικής δραστηριότητας ή «κρυφή συνείδηση», όταν τους είπαν να μεταφέρουν τα χέρια τους. Αυτό υποδηλώνει ότι οι ασθενείς κατάλαβαν τις εντολές αλλά δεν μπορούσαν να κινηθούν. Ένα χρόνο αργότερα, το 44% των ασθενών που είχαν αυτά τα αρχικά σημάδια της κρυφής συνείδησης θα μπορούσε να λειτουργήσει μόνος του για τουλάχιστον 8 ώρες την ημέρα, ενώ μόνο το 14% των ασθενών που δεν έδειξαν αρχικά σημάδια κρυφής συνείδησης θα μπορούσαν. Με άλλα λόγια, οι ασθενείς που είχαν αυτά τα σημάδια "κρυμμένης συνείδησης" ήταν πιο πιθανό να αναρρώσουν από τους ασθενείς χωρίς αυτά τα σημάδια, σύμφωνα με τους ερευνητές.
