Ο καταπληκτικός εγκέφαλος
Ο εγκέφαλος σμιλεύει όχι μόνο ποιοι είμαστε αλλά και ο κόσμος που βιώνουμε. Μας λέει τι να δούμε, τι να ακούσουμε και τι να πούμε. Διευρύνεται για να φιλοξενήσει μια νέα γλώσσα ή ικανότητα που μαθαίνουμε. Λέει ιστορίες όταν κοιμόμαστε. Στέλνει σήματα συναγερμού και ωθεί το σώμα να τρέξει ή να πολεμήσει όταν αισθανθεί τον κίνδυνο. Ο εγκέφαλος προσαρμόζεται σε περιβάλλοντα, ώστε να μην ενοχλείται από μια σταθερή μυρωδιά σε ένα παλιό σπίτι ή τον συνεχή βουητό του κλιματισμού. Ο εγκέφαλός μας κοιτάζει τον ήλιο και λέει στο σώμα μας τι ώρα είναι. Ο εγκέφαλος αποθηκεύει μνήμες, τόσο επώδυνες όσο και ευχάριστες.
Αλλά όσο το βασικό είναι ο εγκέφαλος για την ύπαρξή μας, είναι ακόμα τόσο μυστηριώδης για εμάς όσο ένας πλανήτης από έναν μακρινό γαλαξία. Ακόμα και το 2018, οι νευροεπιστήμονες εξακολουθούν να ανακαλύπτουν θεμελιώδη γεγονότα σχετικά με αυτό το περίπου 3-lb. (1,4 κιλά) όγκου ιστού. Μερικές φορές, οι ερευνητές παίρνουν μια ματιά σε έναν ανθρώπινο εγκέφαλο ή βλέπουν τι συμβαίνει σε ένα άτομο, όταν λείπει ένας μεγάλος όγκος του εγκεφάλου. Άλλες φορές, οι επιστήμονες πρέπει να μελετήσουν ποντίκια για να μάθουν περισσότερα για τους εγκεφάλους των θηλαστικών και στη συνέχεια να κάνουν μερικές εικασίες για το πώς τα ευρήματα αυτά σχετίζονται με το δικό μας μυαλό.
Εδώ είναι μερικά συναρπαστικά πράγματα που μάθαμε για τον εγκέφαλο το 2018.
Ένα νέο είδος νευρώνα
Δεν είναι καθημερινά οι επιστήμονες να ανακαλύπτουν έναν εντελώς νέο τύπο κυττάρων στον ανθρώπινο εγκέφαλο, ειδικά εκείνο που δεν βρίσκεται στα αγαπημένα μη ανθρώπινα υποκείμενα, ποντίκια, των νευροεπιστημόνων. Ο "νευρώνας του τριανταφυλλιού", που ονομάστηκε έτσι λόγω της θαμνώδους εμφάνισής του, είχε ξεφύγει από τους επιστήμονες μέχρι φέτος, εν μέρει επειδή είναι τόσο σπάνιο.
Αυτό το αόριστο εγκεφαλικό κύτταρο αποτελεί μόνο το 10% του πρώτου στρώματος του νεοκρότρυδου, ένα από τα νεότερα μέρη του εγκεφάλου από την άποψη της εξέλιξης (δηλαδή οι πολύ μακρινές πρόγονοι των σύγχρονων ανθρώπων δεν είχαν αυτή τη δομή). Το νεοκώγιμο παίζει ρόλους στο όραμα και την ακοή. Οι ερευνητές δεν γνωρίζουν ακόμα τι κάνει ο νευρώνας του τριαντάφυλλου, αλλά διαπίστωσαν ότι συνδέεται με άλλους νευρώνες που ονομάζονται πυραμιδικά κύτταρα, ένας τύπος διεγερτικού νευρώνα, και βάζει τα φρένα σε αυτά.
U.D., τον ασθενή με νευροεπιστήμες
Ένα αγόρι, γνωστό στην ιατρική βιβλιογραφία ως "U.D." είχε το ένα τρίτο του δεξιού ημισφαιρίου του εγκεφάλου του να αφαιρεθεί πριν από τέσσερα χρόνια, προκειμένου να μειώσει τις εξουθενωτικές επιληπτικές κρίσεις του. Το τμήμα του εγκεφάλου που αφαιρέθηκε περιελάμβανε τη δεξιά πλευρά του ινιακού λοβού του (κέντρο επεξεργασίας του οράματος του εγκεφάλου) και το μεγαλύτερο μέρος του σωστού κροταφικού λοβού του, το κέντρο επεξεργασίας του ήχου του εγκεφάλου. Τώρα ηλικία 11, U.D. δεν μπορεί να δει την αριστερή πλευρά του κόσμου του, αλλά λειτουργεί εξίσου καλά με άλλους την ηλικία του στην επεξεργασία της γνώσης και της όρασης, ακόμη και χωρίς αυτό το βασικό μέρος του εγκεφάλου.
Αυτό συμβαίνει επειδή και οι δύο πλευρές του εγκεφάλου επεξεργάζονται τις περισσότερες όψεις της όρασης. Αλλά το δικαίωμα κυριαρχεί στην ανίχνευση των προσώπων, ενώ το αριστερό κυριαρχεί στις λέξεις επεξεργασίας, σύμφωνα με μια μελέτη περίπτωσης που γράφτηκε για το U.D.
Η μελέτη αυτή προβάλλει την πλαστικότητα του εγκεφάλου. ελλείψει του σωστού κέντρου επεξεργασίας οράματος του U.D., το αριστερό κέντρο παρενέβη για να αντισταθμίσει. Πράγματι, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η αριστερή πλευρά του εγκεφάλου του U.D. ανιχνεύθηκε πρόσωπα ακριβώς όπως και το δικαίωμα θα είχε.
Ο εγκέφαλος μπορεί να περιέχει βακτήρια
Οι εγκέφαλοί μας μπορεί να είναι γεμάτοι με βακτήρια. Αλλά μην ανησυχείτε - δεν μοιάζει να προκαλούν κακό.
Προηγουμένως, οι επιστήμονες πίστευαν ότι ο εγκέφαλος ήταν ένα περιβάλλον χωρίς βακτήρια και ότι η παρουσία μικροβίων ήταν ένα σημάδι ασθένειας. Ωστόσο, τα προκαταρκτικά συμπεράσματα από μια μελέτη που παρουσιάστηκε φέτος στη μεγάλη ετήσια επιστημονική συνάντηση της Εταιρείας για τη Νευροεπιστήμη διαπίστωσαν ότι οι εγκέφαλοί μας μπορούσαν να στεγάζουν αβλαβή βακτηρίδια.
Οι ερευνητές σε αυτή τη μελέτη εξέταζαν 34 εγκληματίες μετά θάνατον, αναζητώντας διαφορές μεταξύ εκείνων με σχιζοφρένεια και εκείνων που δεν είχαν την κατάσταση. Ωστόσο, οι ερευνητές συνέχισαν να συμβαίνουν σε αντικείμενα σε σχήμα ράβδου στις εικόνες τους, και αυτά τα σχήματα αποδείχθηκαν βακτηρίδια.
Οι μικροοργανισμοί φαινόταν να κατοικούν σε ορισμένα σημεία του εγκεφάλου περισσότερο από τους άλλους. οι περιοχές αυτές περιελάμβαναν τον ιππόκαμπο, τον προμετωπιαίο φλοιό και την ουσία nigra. Τα μικρόβια εντοπίστηκαν επίσης σε εγκεφαλικά κύτταρα που ονομάζονται αστροκύτταρα που βρίσκονταν κοντά στο φράγμα αίματος-εγκεφάλου, το "τοίχωμα των συνόρων" που προστατεύει τον εγκέφαλο.
Τα ευρήματα δεν έχουν δημοσιευθεί ακόμη σε επιστημονικά περιοδικά και χρειάζεται περισσότερη έρευνα για να επιβεβαιωθούν τα ευρήματα, ανέφεραν οι επιστήμονες.
Ο εγκέφαλος είναι μαγνητικός
Οι εγκέφαλοί μας είναι μαγνητικοί. Ή τουλάχιστον, οι εγκέφαλοι περιέχουν σωματίδια που μπορούν να μαγνητιστούν. Αλλά οι επιστήμονες δεν ξέρουν πραγματικά γιατί αυτά τα σωματίδια βρίσκονται στον εγκέφαλο ή από πού προέρχονται. Μερικοί ερευνητές πιστεύουν ότι αυτά τα μαγνητιζόμενα σωματίδια εξυπηρετούν έναν βιολογικό σκοπό, ενώ άλλοι λένε ότι τα σωματίδια έχουν εισέλθει στον εγκέφαλο λόγω περιβαλλοντικής μόλυνσης.
Φέτος, οι επιστήμονες κατέγραψαν τα σημεία που βρίσκονται στον εγκέφαλο. Τα αποτελέσματα της μελέτης τους, σύμφωνα με τους ερευνητές, αποδεικνύουν ότι τα σωματίδια υπάρχουν για κάποιο λόγο. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι σε όλους τους εγκεφάλους οι επιστήμονες εξέτασαν - από επτά άτομα που πέθαναν στις αρχές της δεκαετίας του 1990 μεταξύ των ηλικιών 54 έως 87 - τα μαγνητικά σωματίδια ήταν πάντα συγκεντρωμένα στις ίδιες περιοχές. Οι ερευνητές διαπίστωσαν επίσης ότι τα περισσότερα μέρη του εγκεφάλου περιείχαν αυτούς τους μικρούς μαγνήτες.
Πολλοί εγκέφαλοι των ζώων έχουν επίσης μαγνητικά σωματίδια και υπάρχει ακόμη και κάποια πρόταση ότι τα ζώα χρησιμοποιούν αυτά τα σωματίδια για να πλοηγηθούν. Επιπλέον, ένας τύπος βακτηρίων που ονομάζονται μαγνητοτακτικά βακτήρια χρησιμοποιούν τα σωματίδια για να προσανατολιστούν στο διάστημα.
Ιός υπεύθυνος για την ανθρώπινη συνείδηση;
Ένας αρχαίος ιός μολύνει ανθρώπους εδώ και πολύ καιρό, και αυτός ο εισβολέας άφησε πίσω του τον γενετικό κώδικα στο DNA μας. Φέτος, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι αποσπάσματα αυτού του αρχαίου ιογενούς ϋΝΑ διαδραματίζουν ζωτικό ρόλο στην επικοινωνία μεταξύ των κυττάρων του εγκεφάλου που απαιτείται για τη σκέψη υψηλότερης τάξης.
Δεν είναι ασυνήθιστο για τους ανθρώπους να μεταφέρουν αποσπάσματα από τον γενετικό κώδικα του ιού. περίπου το 40% έως το 80% του ανθρώπινου γονιδιώματος αποτελείται από γονίδια που απομένουν από ιούς.
Στη μελέτη φέτος, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι ένα γονίδιο ιών που ονομάζεται Arc πακετάρει άλλες γενετικές πληροφορίες και το αποστέλλει από ένα νευρικό κύτταρο στο επόμενο. Αυτό το γονίδιο βοηθά επίσης την αναδιοργάνωση των κυττάρων με την πάροδο του χρόνου. Επιπλέον, προβλήματα με το γονίδιο Arc έχουν την τάση να εμφανίζονται σε άτομα που έχουν αυτισμό ή άλλες νευρικές διαταραχές.
Οι ερευνητές ελπίζουν τώρα να υπολογίσουν τον ακριβή μηχανισμό με τον οποίο το γονίδιο Arc εισήλθε στο γονιδίωμα μας και τι ακριβώς λέει τα κύτταρα του εγκεφάλου μας.
Νεαρά κύτταρα σε παλαιούς εγκεφάλους ή Nα?
Τα σώματά μας διαθέτουν συνεχώς παλιά κελιά και δημιουργούν νέα. Αλλά για δεκαετίες, οι επιστήμονες πίστευαν ότι αυτός ο κυτταρικός κύκλος εργασιών δεν συνέβη στους ηλικιωμένους εγκέφαλους. Τα τελευταία χρόνια, όμως, μελέτες που έγιναν σε ποντίκια - και μερικές πρώτες μελέτες που έγιναν σε ανθρώπους - έθεσαν ερωτήματα σχετικά με αυτή την ιδέα.
Φέτος, ένα έγγραφο προέβλεπε ποια είναι η πρώτη ισχυρή απόδειξη ότι οι ηλικιωμένοι εγκέφαλοι δημιουργούν νέα κύτταρα. Οι ερευνητές μελέτησαν 28 μεταθανάτιους, μη ευαισθητοποιημένους εγκεφάλους από άτομα ηλικίας 14 έως 79 ετών όταν πέθαναν. Οι επιστήμονες κόβουν τον ιππόκαμπο κάθε εγκεφάλου, μια περιοχή του εγκεφάλου που είναι σημαντική για τη μάθηση και τη μνήμη, και στη συνέχεια μετράνε τον αριθμό των νεαρών κυττάρων που δεν ήταν πλήρως ώριμα. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι οι ηλικιωμένοι εγκέφαλοι είχαν τόσο πολλά νέα κύτταρα όσο οι νεώτεροι εγκέφαλοι, αλλά ότι οι παλαιότεροι εγκέφαλοι δημιούργησαν λιγότερα νέα αιμοφόρα αγγεία και συνδέσεις μεταξύ εγκεφαλικών κυττάρων.
Για να περιπλέξει όμως τα πράγματα, μια άλλη μελέτη, που δημοσιεύθηκε ένα μήνα πριν από αυτό, βρήκε το αντίθετο, καταλήγοντας στο συμπέρασμα ότι οι ενήλικοι εγκέφαλοι δεν δημιουργούν νέα κύτταρα στον ιππόκαμπο. Η διαφωνία μπορεί να οφείλεται στον τρόπο με τον οποίο διατηρήθηκαν οι εγκέφαλοι στις δύο μελέτες και τα είδη των εγκεφάλων που εξετάστηκαν. (Η προηγούμενη μελέτη εξέτασε τους εγκεφάλους με διαφορετικές συνθήκες υγείας, ενώ η μεταγενέστερη έρευνα έβλεπε μόνο τους εγκεφαλικούς μυς και μπορούσαν επίσης να χρησιμοποιήσουν διαφορετικές τεχνικές διατήρησης που θα μπορούσαν να επηρεάσουν τα κύτταρα).
Ο εγκέφαλός σας στο άγχος
Κακά νέα: Το άγχος μπορεί να συρρικνωθεί στον εγκέφαλο. Αυτό είναι σύμφωνα με μια μελέτη που δημοσιεύθηκε τον Οκτώβριο του τρέχοντος έτους.
Στη μελέτη, οι ερευνητές εξέτασαν περισσότερους από 2.000 υγιείς ανθρώπους μεσαίας ηλικίας και διαπίστωσαν ότι εκείνοι με υψηλότερα επίπεδα της κορτιζόλης της ορμόνης του στρες είχαν ελαφρώς μικρότερους όγκους εγκεφάλου από τους ανθρώπους με φυσιολογικές ποσότητες της ορμόνης. Τα άτομα με υψηλότερα επίπεδα κορτιζόλης παρουσίασαν επίσης λιγότερες επιδόσεις σε δοκιμές μνήμης από ό, τι οι άνθρωποι με φυσιολογικά επίπεδα της ορμόνης. Και τα δύο ευρήματα, πρέπει να σημειωθούν, είναι οι συσχετισμοί μεταξύ του στρες και του εγκεφάλου και όχι τα ευρήματα αιτίας και αποτελέσματος.
Το άγχος είναι φυσιολογικό για το σώμα: Σε στιγμές πίεσης, τα επίπεδα κορτιζόλης αυξάνονται μαζί με αυτά μιας άλλης ορμόνης, της αδρεναλίνης. Αυτές οι ορμόνες δουλεύουν μαζί για να ρίξουν το σώμα σας σε ανταπόκριση αγώνα ή πτήσης. Αλλά μόλις τελειώσει το άγχος, τα επίπεδα της κορτιζόλης θα πρέπει να μειωθούν. Ωστόσο, δεν το κάνουν πάντοτε αυτό. Μερικοί άνθρωποι, ειδικά σε αυτή τη σύγχρονη ζωή, μπορούν να έχουν αυξημένα επίπεδα κορτιζόλης για μεγάλες χρονικές περιόδους. Η μείωση του στρες - όπως η βελτίωση του ύπνου, η άσκηση, η εμπλοκή σε τεχνικές χαλάρωσης και η λήψη φαρμάκων που μειώνουν τη κορτιζόλη - θα μπορούσαν να έχουν πολλά οφέλη, ανέφεραν οι ερευνητές.
Μήπως ο εγκέφαλός σας σας άφησε να ακούσετε τα βήματά σας;
Κάντε κλικ, κάντε κλικ, κάντε κλικ: Μπορεί να έχετε τον εγκέφαλό σας να ευχαριστήσει που σας κρατάει από το να ακούτε κάθε βήμα που παίρνετε. Μια μελέτη που διεξήχθη σε ποντίκια φέτος διαπίστωσε ότι ο εγκέφαλος του ποντικιού ακύρωσε τον ήχο των βημάτων του ίδιου του πλάσματος. Αυτό επέτρεψε στα πλάσματα να ακούν καλύτερα άλλους ήχους στο περιβάλλον τους, όπως οι θόρυβοι ενός αρπακτικού.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι ο εγκέφαλος του ποντικιού έχτισε ένα φίλτρο θορύβου καθώς ο εγκέφαλος έχει εγκλιματιστεί σε έναν συγκεκριμένο ήχο. Το έκανε αυτό με τη σύζευξη κυττάρων στο φλοιό του κινητήρα, μια περιοχή του εγκεφάλου που ασχολείται με την κίνηση, στον ακουστικό φλοιό, μια περιοχή που εμπλέκεται στον ήχο. Με απλά λόγια, τα κύτταρα του εγκεφάλου στο φλοιό του φλοιού του κινητήρα σηματοδοτούν να μπλοκάρουν τα κύτταρα του εγκεφάλου στον ακουστικό φλοιό από το ψήσιμο των δικών τους σημάτων - ουσιαστικά σίγαση του ακουστικού φλοιού.
Και αν και η μελέτη έγινε σε ποντίκια, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι τα αποτελέσματα θα μπορούσαν να ισχύουν και για τον άνθρωπο. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ήδη υπάρχουν παρόμοια συστήματα. Για παράδειγμα, οι εγκέφαλοι σκελετών σκέψης μάθουν τι κινήσεις αναμένουν και οι ανασταλτικοί νευρώνες ακυρώνουν αντανακλαστικά που θα εμπόδιζαν τους αθλητές να περιστρέφονται και να εκτελούν τα τρελά τους κτυπήματα.
Τα ψυχεδελικά φάρμακα μπορεί να αλλάξουν τη δομή των εγκεφαλικών κυττάρων
Τα ψυχεδελικά φάρμακα μπορούν φυσικά να αλλάξουν τη δομή των εγκεφαλικών κυττάρων, σύμφωνα με νέα μελέτη. Αυτή η έρευνα διεξήχθη σε κύτταρα εγκεφάλου σε εργαστηριακά πιάτα και σε ζώα, αλλά αν τα ευρήματα είναι αληθινά για τον άνθρωπο, τα αποτελέσματα θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε αυτά τα φάρμακα που μπορούν να βοηθήσουν άτομα που έχουν ορισμένες διαταραχές της διάθεσης.
Αυτό συμβαίνει επειδή σε άτομα με κατάθλιψη, άγχος ή άλλες διαταραχές της διάθεσης, οι νευρώνες στον προμετωπιαίο φλοιό, ένα μέρος του εγκεφάλου που είναι σημαντικό για τον έλεγχο των συναισθημάτων, τείνουν να φθίνουν. Και τα κλαδιά τους - που οι νευρώνες χρησιμοποιούν για να μιλήσουν σε άλλους νευρώνες - τείνουν να αποσυρθούν. Αλλά όταν οι επιστήμονες προσέθεσαν ψυχεδελικά φάρμακα συμπεριλαμβανομένων των LSD και MDMA σε πιάτα Petri με νευρώνες αρουραίων, διαπίστωσαν ότι ο αριθμός των συνδέσεων και των κλάδων στα νευρικά κύτταρα αυξήθηκε.
Ένας δεύτερος εγκέφαλος στο έντερο;
Εκατομμύρια εγκεφαλικά κύτταρα ζουν στο παχύ έντερο και επειδή αυτά τα κύτταρα λειτουργούν χωρίς οδηγίες από τον εγκέφαλο ή τη σπονδυλική στήλη, οι επιστήμονες μερικές φορές αναφέρονται στη μάζα αυτών ως "τον δεύτερο εγκέφαλο". Αλλά αυτή η μάζα έχει και μια επιστημονική ονομασία: το εντερικό νευρικό σύστημα. Και μια νέα μελέτη, που έγινε σε ποντίκια, δείχνει ότι το σύστημα είναι πολύ έξυπνο. μπορεί να πυροδοτήσει τους συγχρονισμένους νευρώνες για να διεγείρει τους μυς και να συντονίζει τη δραστηριότητά τους έτσι ώστε να μπορεί να κάνει πράγματα όπως μετακινήσεις κοπράνων από το σώμα.
Ο πραγματικός εγκέφαλος (ο ένας στο κεφάλι σας) μπορεί επίσης να το κάνει αυτό - συγχρονίζει την πυροδότηση των νευρώνων - στα πρώιμα στάδια της ανάπτυξης του εγκεφάλου. Αυτό σημαίνει ότι οι δράσεις των νευρώνων στο έντερο θα μπορούσαν να είναι μια «αρχέγονη ιδιότητα» από τα πρώτα στάδια της εξέλιξης του δεύτερου εγκεφάλου. Μερικοί επιστήμονες μάλιστα υποθέτουν ότι ο δεύτερος εγκέφαλος εξελίχθηκε πριν από τον πρώτο και ότι αυτό το πρότυπο πυροδότησης προέρχεται από τον πρώιμο λειτουργικό εγκέφαλο του σώματος.
