Smegenų dalys neprisijungus, net kai mes budime
Nauji tyrimai rodo, kad smegenų dalys natūraliai įsijungia ir išjungiamos net tada, kai mes budime. Stanfordo universiteto tyrėjai mano, kad tai gali paskatinti imtis intervencijų, siekiant užtikrinti, kad smegenų sritys, kurias naudojame, būtų internetinės ir veiktų maksimaliai pajėgiai.
Mokslininkai paaiškina, kad kai esame giliai miego metu, mūsų smegenų veikla mažėja ir teka didelėmis, akivaizdžiomis bangomis, pavyzdžiui, stebint, kaip žmogaus kūno potvynis kyla ir atsisėda aplink sporto stadioną. Sunku nepastebėti.
Naujajame tyrime tyrėjai atrado tuos pačius ciklus būdami ir miego metu, tačiau tik nedideli ruožai sėdi ir stovi vieningai, o ne visas stadionas. Tarsi mažytės smegenų dalys savarankiškai užmiega ir visą laiką pabunda.
Be to, atrodo, kad kai neuronai pereina į aktyvesnę arba „įjungtą“ būseną, jie geriau reaguoja į pasaulį. Neuronai taip pat praleidžia daugiau laiko būsenoje, kai kreipia dėmesį į užduotį. Ši išvada rodo, kad procesai, reguliuojantys smegenų veiklą miegant, taip pat gali vaidinti dėmesį.
„Atrankinis dėmesys yra panašus į tai, kad mažos jūsų smegenų dalys tampa šiek tiek budresnės“, - sakė neseniai paskelbta mokslų daktarė ir bendraautorė Tatiana Engel. Mokslas.
Kitas buvęs magistrantas Nicholas Steinmetzas yra kitas pagrindinis autorius, neurofiziologijos eksperimentus atlikęs neurobiologijos profesoriaus ir vieno iš vyresnių autorių dr. Tirino Moore'o laboratorijoje.
Norint suprasti šiuos naujai atrastus ciklus, reikia šiek tiek žinoti, kaip organizuojamos smegenys.
Jei smeigtuką smeigtumėte tiesiai į smegenis, visos smegenų ląstelės, į kurias pataikėte, atsakytų į tuos pačius dalykus. Viename stulpelyje jie visi gali reaguoti į objektus tam tikroje regėjimo lauko dalyje - pavyzdžiui, viršutiniame dešiniajame kampe.
Komanda naudojo labai jautrių smeigtukų rinkinius, kurie gali užfiksuoti smegenų neuronų kolonos veiklą.
Anksčiau žmonės žinojo, kad atskiri neuronai išgyvena daugiau ar mažiau aktyvių fazių, tačiau šiuo zondu jie pirmą kartą pamatė, kad visi tam tikros kolonos neuronai važiuoja kartu, šaudydami labai greitai, o tada šaudydami į daug lėčiau, panašiai kaip koordinuoti miego ciklai.
"Esant valstybei, visi neuronai pradeda greitai šaudyti", - sakė dr. Kwabena Boahen, bioinžinerijos ir elektrotechnikos profesorė iš Stanfordo ir vyresnė šio straipsnio autorė.
„Tada staiga jie tiesiog pereina prie mažo šaudymo greičio. Šis įjungimas ir išjungimas vyksta nuolat, tarsi neuronai vartytų monetą, kad nuspręstų, ar jie bus įjungti, ar išjungti “.
Tie ciklai, kurie vyksta sekundžių arba sekundžių dalių tvarka, budėdami nebuvo tokie matomi, nes banga nedaug sklinda už tos kolonos, skirtingai nei miego metu, kai banga plinta beveik visose smegenyse ir ją lengva nustatyti aptikti.
Komanda nustatė, kad aukštesnio ir žemesnio aktyvumo būsenos susijusios su gebėjimu reaguoti į pasaulį.
Grupės zondas buvo beždžionių smegenų regione, kuris specialiai aptinka vieną regėjimo pasaulio dalį. Beždžionės buvo išmokytos atkreipti dėmesį į užuominą, rodančią, kad kažkas tam tikroje regėjimo lauko dalyje - sakykime, viršutiniame dešiniajame kampe arba apatiniame kairiajame kampe - netrukus pasikeis. Tada beždžionės gavo skanėstą, jei teisingai nustatė, kad matė tą pasikeitimą.
Kai komanda nurodė, kur gali įvykti pokyčiai, kolonos neuronai, nujaučiantys tą pasaulio dalį, visi pradėjo daugiau laiko praleisti aktyvioje būsenoje.
Iš esmės jie visi vieningai vartė valstybes, tačiau daugiau laiko praleido aktyvioje būsenoje, jei atkreipė dėmesį. Jei dirgiklio pokytis įvyko ląstelėms esant aktyvesnėje būsenoje, beždžionė taip pat dažniau teisingai nustatė pokyčius.
"Beždžionė labai gerai nustato dirgiklio pokyčius, kai tos kolonos neuronai yra įjungtos būklės, bet ne išjungtos būklės", - sakė Engelas. Net tada, kai beždžionė mokėjo atkreipti dėmesį į tam tikrą sritį, jei neuronų ciklas buvo mažesnio aktyvumo, beždžionė dažnai praleido stimulo pokyčius.
Engelas teigė, kad ši išvada gali būti žinoma daugeliui žmonių. Kartais pagalvoji, kad atkreipi dėmesį, - atkreipė dėmesį ji, bet vis tiek praleisi daiktus.
Mokslininkai teigė, kad išvados taip pat yra susijusios su ankstesniu darbu, kurio metu nustatyta, kad budresni gyvūnai ir žmonės paprastai turi labiau išsiplėtusius vyzdžius.
Šiame darbe, kai smegenų ląstelės praleido daugiau laiko aktyvioje būsenoje, beždžionės mokiniai taip pat buvo labiau išsiplėtę. Išvados rodo sąveiką tarp sinchroninių smegenų svyravimų, dėmesio užduočiai ir išorinių budrumo požymių.
"Atrodo, kad dėmesio ir susijaudinimo mechanizmai yra gana priklausomi", - sakė Moore'as.
Tyrimas kelia naujų klausimų.
Tyrėjai teigia, kad vienas šio darbo tyrimas yra tai, kodėl neuronai, būdami budrūs, pereina į mažesnio aktyvumo būseną. Kodėl gi ne visą laiką likti aktyvesnėje būsenoje?
Vienas atsakymas galėtų būti susijęs su energija. "Yra medžiagų apykaitos išlaidos, susijusios su nuolatiniu neuronų šaudymu", - sakė Boahenas. Smegenys sunaudoja daug energijos ir galbūt suteikdamos ląstelėms galimybę atlikti sėdėjimo energetinį atitikmenį, smegenys gali sutaupyti energijos.
Be to, kai neuronai yra labai aktyvūs, jie generuoja ląstelių šalutinius produktus, kurie gali pakenkti ląstelėms. Engelas pabrėžė, kad žemo aktyvumo būsenos gali suteikti laiko išvalyti šias neuronų atliekas. "Šiame dokumente siūlomos vietos, kur ieškoti šių atsakymų", - sakė Engelas.
Šaltinis: Stanfordo universitetas
