Znajdź zawartość
Wyświetlanie wyników dla tagów 'mózg' .
Znaleziono 419 wyników
-
Skupiając się na tym, czego słuchamy, mózg wycisza wszystkie zakłócające dźwięki. Sytuacja wygląda jednak zupełnie inaczej, gdy słyszymy i monitorujemy swoją własną mowę na tle hałasu. Okazuje się, że dysponujemy całą siecią ustawień, która pozwala nam wybiórczo wyciszyć i pogłośnić wydawane i słyszane dźwięki. Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley i San Francisco oraz z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa śledzili aktywność elektryczną mózgów pacjentów z padaczką. Odkryli, że neurony jednej części kory słuchowej się wygaszały, a w innych się rozświetlały. Wcześniejsze badania wykazały, że małpy dysponują wybiórczym układem słuchowym, który pozwala im "podkręcić" wydawane przez siebie zawołania związane z rozrodem, pokarmem czy alarmowe. Dotąd nie było jednak wiadomo, jak taki system jest zorganizowany u ludzi. Zwykliśmy myśleć, że ludzki układ słuchowy jest w dużej mierze hamowany podczas mówienia, ale my odkryliśmy ciasno upakowane placki kory o bardzo różnej wrażliwości na własną mowę, co daje znacznie bardziej złożony obraz – tłumaczy Adeen Flinker, doktorant z Berkeley. Znaleźliśmy dowody na istnienie milionów neuronów wyładowujących się naraz za każdym razem, gdy słyszymy jakiś dźwięk. Znajdują się one tuż obok milionów neuronów ignorujących zewnętrzne dźwięki, ale wyładowujących się razem za każdym razem, gdy sami coś mówimy. Taka mozaika reakcji może odgrywać ważną rolę w tym, jak rozróżniamy własną mowę od mowy innych. Choć studium nie daje odpowiedzi na pytanie, po co tak bacznie śledzimy własną mowę, Flinker sądzi, że da się wskazać kilka powodów. Na pewno przydaje się to podczas nauki języka, do monitorowania wypowiadanych kwestii oraz dostosowywania się do rozmaitych głośnych środowisk. "Bez względu na to, czy chodzi o naukę nowego języka, czy rozmowę ze znajomymi w hałaśliwym barze, musimy słyszeć, co mówimy i zmieniać dynamicznie naszą mowę, dostosowując się do wymogów otoczenia". Amerykanin przypomina, że schizofrenicy nie potrafią odróżnić swoich wewnętrznych głosów od głosów innych ludzi, co sugeruje, że nie mają opisywanego wybiórczego mechanizmu słuchowego. Poszczególne regiony mózgu odpowiadają za kontrolę innej głośności, a są od siebie oddalone o zaledwie kilka milimetrów. Uzyskane przez akademików wyniki pozwolą opracować bardziej szczegółowe mapy kory słuchowej, wykorzystywane podczas operacji na mózgu. W ramach opisywanego eksperymentu naukowcy śledzili aktywność elektryczną zdrowej tkanki mózgu hospitalizowanych epileptyków. Pacjenci mieli powtarzać słyszane słowa i samogłoski. Porównano sygnały elektryczne związane z mówieniem i słyszeniem. Dzięki temu ustalono, że niektóre regiony kory słuchowej są mniej aktywne w czasie mówienia, podczas gdy inne utrzymują lub zwiększają swoją aktywność.
-
Genisteina, izoflawonoid występujący m.in. w soi, wydaje się skutecznym lekiem na rzadką chorobę genetyczną należącą do lizosomalnych chorób spichrzeniowych, a mianowicie na zespół Sanfilippo, inaczej mukopolisacharydozę III (MPS III). Dr Brian Bigger z Uniwersytetu w Manchesterze zauważył, że genisteina, zarejestrowana w USA jako lek przeciwko osteoporozie, silnie wpływa na myszy cierpiące na nieuleczalny dotąd ludzki zespół Sanfilippo. Maluchy z zespołem Sanfilippo doświadczają we wczesnym dzieciństwie postępującej deterioracji funkcji intelektualnych, która przypomina demencję. Objawy obejmują poważne zaburzenia zachowania, nadaktywność oraz śmierć we wczesnym wieku nastoletnim. W ramach brytyjskiego eksperymentu myszom z MPS III przez dziewięć miesięcy podawano z pokarmem wysokie dawki genisteiny. U gryzoni objętych terapią udało się opóźnić demencję; o 1/3 zmniejszyła się ilość odkładających się w neuronach mózgu mukopolisacharydów, a o 1/6 odgraniczono stan zapalny dotyczący tego narządu. Co ważne, naukowcom, którzy współpracowali z lekarzami z St Mary's Hospital w Manchesterze, udało się zademonstrować, że dzięki genisteinie całkowicie wyeliminowano zarówno nadpobudliwość, jak i inne zaburzenia zachowania. Wyróżnia się cztery podtypy zespołu Sanfilippo (IIIA, IIIB, IIIC, IIID). Są one wywołane mutacjami w różnych genach, które prowadzą do różnych bloków metabolicznych. Zespół z Manchesteru ma nadzieję, że już wkrótce rozpoczną się testy kliniczne na ludziach z grupą kontrolną zażywającą placebo.
-
Dieta ciężarnej nie tylko wyczula płód na określone zapachy i smaki, ale także fizycznie zmienia jego mózg. Jak można się domyślić, zmiana schematu rozwoju mózgu bezpośrednio wpływa na to, co dziecko będzie jadło i piło w przyszłości (Proceedings of the Royal Society B). Opisywane odkrycia podkreślają wagę przestrzegania zdrowej diety i powstrzymywania się od picia alkoholu w czasie ciąży i karmienia piersią. Jeśli matka pije alkohol, dla dziecka może on być bardziej pociągający, ponieważ rozwijający się płód spodziewa się, że wszystko, co pochodzi od matki, musi być bezpieczne – wyjaśnia dr Josephine Todrank z University of Colorado w Denver, autorka 2-letniego studium. Wszystko zależy więc od kobiety i jej nawyków żywieniowych. Gdy je zdrowo, jej potomstwo również będzie wykazywać takie preferencje. Podczas badań na myszach naukowcy zauważyli, że węch młodych zmieniał się pod wpływem sposobu odżywiania matki. Zaczynały one lubić zapachy związane z jej dietą. Towarzyszyły temu zmiany w budowie kłębuszków węchowych (węchomózgowia). Aksony komórek węchowych kończą się synapsami w opuszce węchowej. Na dendrytach komórek mitralnych tworzy się właśnie kłębuszek węchowy (łac. glomerulus olfactorius). W badanym przez zespół Todrank przypadku woń płynu owodniowego wpływała na rozwój opisywanego systemu. Podczas eksperymentu Todrank i dr Giora Heth z Uniwersytetu w Hajfie utworzyli 2 grupy ciężarnych, a następnie karmiących myszy: pierwszej podawano mdłe jedzenie, a drugiej pokarm o wyraźnym zapachu. W wieku odstawiania od piersi młode tych drugich miały znacznie większe glomerulus olfactorius. Poza tym wolały ten sam smak, którym delektowała się matka, podczas gdy inne nie wykazywały żadnych preferencji. Z punktu widzenia płodu wygląda to tak: jeśli matka coś jadła i przeżyła, by cię urodzić, najprawdopodobniej było to bezpieczne – opowiada Todrank. Wg niej, podobieństwa w rozwoju ssaków powodują, że nie ma powodów, by przypuszczać, że eksperymenty dałyby inne rezultaty u ludzi.
-
Mózg postrzega dwuznaczne twarze jako męskie, kiedy pokazują się w jednej części pola widzenia, a jako żeńskie, gdy zauważy je w innym miejscu. Wyniki eksperymentu naukowców z MIT-u i Harvardu obalają obowiązujący od dawna w neurologii dogmat, że to, co mózg widzi, nie powinno zależeć od względnego umiejscowienia obiektu w stosunku do obserwatora. To jedna z tych rzeczy, których nie można przewidzieć – że patrząc na dwie identyczne twarze, będziemy myśleć, że są różne – opowiada dr Arash Afraz. W realnym świecie, poza laboratorium, niekonsekwencja mózgu w przypisywaniu płci do fizjonomii jest niezauważalna, ponieważ istnieje sporo innych wskazówek pomagających w identyfikacji, np. fryzura czy ubranie. Gdy jednak ludzie stykają się wygenerowanymi przez komputer twarzami, pozbawionymi wszystkiego, co mogłoby wskazywać na płeć, pojawia się odchylenie związane z położeniem obrazu w polu widzenia. Zespół pokazywał ochotnikom serię twarzy losowo wybranych z zestawu uporządkowanego od fizjonomii bardzo męskich do bardzo kobiecych, prosząc o przypisanie im płci. W przypadku twarzy bardziej androgynicznych – z cechami obydwu płci – kategoryzacja zależała od miejsca wyświetlenia bodźca na ekranie. Wolontariuszy proszono o skupienie wzroku na środku monitora, podczas gdy twarze wyświetlano na 50 milisekund w różnych jego obszarach. Przy założeniu, że badani siedzieli w odległości ok. 22 cali (56 cm) od monitora, twarze miały dla nich ok. 2 cm. Wzorzec uznawania jednej i tej samej twarzy za męską lub żeńską był różny w przypadku różnych ludzi, dlatego pewne osoby zawsze uznawały androgyniczną twarz za żeńską, gdy pojawiała się w prawym górnym rogu, podczas gdy inni kategoryzowali wyświetloną w tym samym miejscu fizjonomię jako męską. Odchylenie obserwowano także podczas oceny wieku, ale u każdego z ochotników wzorzec tendencyjności osobistej dla wieku był niezależny od tendencyjności w ocenie płci. Afraz sądzi, że jak w statystyce, za zaobserwowany efekt odpowiada tzw. obciążenie doboru próby (ang. sampling bias). W korze wzrokowej, gdzie przetwarzany jest obraz, neurony są podzielone na grupy analizujące poszczególne części pola widzenia. W obrębie każdej z nich występuje zapewne stosunkowo mała liczba komórek odpowiadających za interpretowanie płci twarzy. Im mniejszy obraz, tym mniej neuronów jest aktywowanych, dlatego mogą zacząć dominować komórki reagujące na twarze żeńskie, a w innej części kory wzrokowej przewagę mają z kolei neurony odpowiadające na twarze męskie.
-
Czemu tak wielu ludzi lubi pić kawę (często posłodzoną), pogryzając do niej coś słodkiego, np. czekoladkę lub ciastko? Okazuje się, że połączenie kofeiny i glukozy zwiększa efektywność pracy mózgu (Human Psychopharmacology: Clinical and Experimental). Hiszpańscy naukowcy z Universitat de Barcelona (UB) i Centro de Investigación Biomédica en Red en Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN) posłużyli się funkcjonalnym rezonansem magnetycznym. Naszym głównym odkryciem jest ustalenie, że połączenie dwóch substancji poprawia osiągnięcia intelektualne, w kategoriach przedłużonej koncentracji i pamięci roboczej, zwiększając wydajność rejonów mózgu odpowiedzialnych za wskazane funkcje – wyjaśnia Josep M. Serra Grabulosa. Stanowi to wsparcie dla teorii synergicznego działania kofeiny i glukozy, gdzie efekt "współpracy" tych dwóch substancji jest większy od sumy oddzielnych wpływów. Akademicy zauważyli, że u osób, które łącznie spożywały kofeinę i glukozę, następował spadek związanej z zadaniem aktywności mózgowej w korze ciemieniowej (obustronnie) oraz lewej korze przedczołowej. Oba rejony biorą czynny udział w procesach uwagi i pamięci roboczej. Obniżenie ich aktywności oraz fakt, że nie zauważono pogorszenia jakości wykonania, oznacza, że po kofeinie i glukozie mózg pracuje wydajniej. Aby uzyskać ten sam poziom wykonania, co u badanych z grupy kontrolnej (spożywających placebo w postaci wody) lub przyjmujących tylko cukier albo tylko kofeinę, potrzebuje bowiem mniej zasobów. W ramach najnowszego eksperymentu barcelończycy wykonywali fMRI osobom biorącym udział w teście N-back; jego popularną wersją jest wersja Coppoli. Służy on do oceny przedłużonej koncentracji i wzrokowej pamięci operacyjnej. Badanym szybko prezentuje się bodźce – cyfry lub litery. Zaraz potem muszą oni stwierdzić, czy widzieli dany sygnał wcześniej (0-back), w poprzedniej kolejce (1-back) albo dwie kolejki przedtem (2-back). Podczas wykonywania testu na komputerze trzeba po prostu wcisnąć klawisz symbolu, o który jest się pytanym. Liczy się zarówno czas reakcji, jak i procent odpowiedzi prawidłowych oraz nieprawidłowych. Opisywane badania prowadzono na randomizowanej, podwójnie ślepej próbie. Czterdziestu ochotników losowano do grup i podawano napój z kofeiną, glukozą, jednym i drugim albo wodę. W ramach wcześniejszego studium ten sam zespół stwierdził, że połączenie glukozy i kofeiny korzystnie wpływa na uwagę, uczenie i konsolidację pamięci werbalnej. Żadnego z tych zjawisk nie obserwowano, gdy substancje spożywano oddzielnie.
-
Badacze z Oxford University postanowili sprawdzić ewolucyjną historię mózgów różnych gatunków ssaków na przestrzeni ostatnich 60 milionów lat. Stwierdzili, że psy mają większe mózgi niż koty, gdyż ich wielkość jest związana z więzami społecznymi, łączącymi zwierzęta w stadzie, a te są bardziej wymagające pod względem intelektualnym. Uczeni odkryli, że istnieje związek pomiędzy relatywną wielkością mózgu w stosunku do reszty ciała a uspołecznieniem gatunków. Na potrzeby badań sprawdzono wielkości ciała i mózgów u 500 gatunków obecnie żyjących i wymarłych ssaków. Okazało się, że najszybciej rosły mózgi małp, następnie koni, delfinów, wielbłądów i psów. Zwierzęta o relatywnie większych mózgach żyją w stabilnych grupach społecznych. Dlatego też mózgi kotów, jeleni czy nosorożców rosły wolniej na przestrzeni dziejów. Wcześniej prowadzono już podobne badania, jednak obejmowały one odległe od siebie gatunki. Wysnuto też wówczas wniosek, że zwiększanie się mózgu w stosunku do ciała jest stałym trendem u wszystkich grup ssaków. Najnowsze badania, prowadzone przez doktor Susanne Shultz i profesora Robina Dunbara, obaliły ten pogląd. Uczeni z Oxfordu wykazali, że istnieją spore różnice we wzorcach rozwoju mózgu. Ich badania sugerują, że bardziej uspołecznione zwierzęta myślą więcej co przekłada się na większy mózg. Profesor Dunbar stwierdził, że to interesujące, iż nawet zwierzęta mające kontakt z człowiekiem, jak koty, mają znacznie mniejsze mózgi niż psy i konie ze względu na swój brak uspołecznienia.
-
Veronique Bohbot, profesor psychiatrii zatrudniona w Douglas Mental Health University Institute i McGill University ostrzega, że nałogowi użytkownicy nawigacji satalitarnej (GPS) ryzykują... uszkodzeniem mózgu. Bohot i jej zespół z McGill University przeprowadzili serię trzech badań, które wykazały, iż użytkownicy GPS narażeni są na wyższe od innych ryzyko pojawienia się problemów z pamięcią i orientacją przestrzenną. Ludzie poruszają się w przestrzeni na dwa sposoby. Pierwszy, to orientacja według punktów orientacyjnych. Drugi polega na podświadomym zbudowaniu w mózgu mapy z drogami, którymi się poruszamy i np. skręcaniu tam, gdzie zwykle, by dotrzeć do danego punktu. Ta druga metoda jest podobna to tego, w jaki sposób GPS prowadzi kierowcę samochodu. Z funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI) wiadomo, że podczas nawigowania w przestrzeni za pomocą drugiego z opisanych sposobów, mamy do czynienia ze zwiększoną aktywnością w hipokampie. Kanadyjscy naukowcy odkryli teraz, że intensywne posługiwanie się nawigacją satelitarną może prowadzić do atrofii hipokampu w miarę starzenia się organizmu. To z kolei zwiększa ryzyko pojawienia się problemów kognitywnych, takich jak choroba Alzheimera. Wiadomo, że alzheimer najpierw atakuje hipokamp, co prowadzi do problemów z pamięcią i orientacją w przestrzeni. Ponadto wykazano, że osoby, które posługują się drugim ze sposobów orientacji w przestrzeni, mają więcej szarej materii w hipokampie. Osoby takie lepiej rozwiązują testy kognitywne od osób korzystających w przestrzeni z punktów orientacyjnych. To sugeruje, że posiadanie pamięci przestrzennej poprawia pracę hipokampu, a to wpływa na lepszą jakość życia. Na razie uczeni nie są pewni, czy to używanie drugiego z systemów orientacji w przestrzeni wpływa pozytywnie na rozwój hipokampu, czy też to stopień jego rozwoju decyduje o tym, w jaki sposób orientujemy się w przestrzeni. Profesor Bohbot mówi, że powinniśmy używać systemów GPS tak, by nie stać się od nich zależnymi. Stworzenie w mózgu własnej mapy otoczenia zajmuje więcej czasu i jest trudniejsze niż korzystanie z GPS-u, jednak to inwestycja warta wysiłku.
-
Ludzie spędzają 46,9% czasu na jawie na myśleniu o czymś innym niż aktualnie wykonywana czynność. Zazwyczaj sprawia to, że czują się nieszczęśliwi. Matthew A. Killingsworth i Daniel T. Gilbert, psycholodzy z Uniwersytetu Harvardzkiego, doszli do przedstawionego wniosku, wykorzystując stworzoną specjalnie do tego celu aplikację sieciową na iPhone'a. Dzięki niej zebrali 250 tys. zapisów dotyczących myśli, uczuć i działań badanych jednostek. Jak żadne inne zwierzę myślimy o przeszłości, przyszłości, a nawet o czymś, co nigdy nie miało i nie będzie mieć miejsca. Błądzenie myślami wydaje się domyślnym trybem pracy naszego mózgu. Ludzki umysł jest umysłem wędrującym, a umysł wędrujący jest nieszczęśliwym umysłem. Zdolność do myślenia o czymś, co się nie dzieje, jest zdobyczą poznawczą obarczoną emocjonalnym kosztem. W ramach eksperymentu Killingsworth opracował aplikację sieciową, która kontaktowała się z 2250 ochotnikami w wieku od 18 do 18 lat w losowych odstępach czasu, by dowiedzieć się, jak szczęśliwi się czują, co w danym momencie robią i czy myślą o wykonywanej właśnie czynności, czy o czymś innym (miły, neutralnym lub nieprzyjemnym). Wolontariusze należeli do zróżnicowanych grup socjoekonomicznych, wykonywali rozmaite zawody, a 74% grupy stanowili Amerykanie. Badani mogli wybierać z 22 ogólnych czynności, takich jak chodzenie, jedzenie, robienie zakupów albo oglądanie telewizji. Średnio ankietowani odpowiadali, że ich umysł błądzi przez 46,9% czasu; nie mniej niż 30% podczas każdej aktywności poza uprawianiem seksu. Amerykanie ustalili, że ludzie byli najszczęśliwsi, kochając się, gimnastykując lub rozmawiając, a najmniej szczęśliwi, odpoczywając, pracując lub korzystając z domowego komputera. Błądzenie myślami jest doskonałym prognostykiem ludzkiego zadowolenia. W rzeczywistości fakt, czy nasz umysł opuścił teraźniejszość i gdzie się udał, wydaje się lepszym predyktorem szczęścia niż aktualnie wykonywane czynności – przekonuje Killingsworth. Naukowcy oszacowali, że tylko 4,6% zadowolenia w danym momencie można przypisać specyficznej aktywności, podczas gdy status związany z błądzeniem umysłu odpowiada już za ok. 10,8%. Analiza opóźnienia czasowego sugeruje, że błądzenie myślami stanowi przyczynę, a nie skutek niezadowolenia. W artykule opublikowanym na łamach Science akademicy podkreślają, że w wielu tradycjach religijno-filozoficznych zaleca się życie chwilą, co w pewnym sensie wskazywałoby na właśnie potwierdzoną szkodliwość błądzenia myślami.
-
Niewielkie krwawienia w mózgu są powszechne u starszych osób – twierdzą naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Irvine. Doktorzy Mark Fisher i Ronald Kim zauważyli, że mikrokrwotoki nie tylko są częste, ale nie stanowią również skutków urazów związanych z udarem, nadciśnienia czy chorób neurodegeneracyjnych, np. alzheimeryzmu. By wykazać mikrokrwotoki, wcześniejsze badania wykorzystywały obrazowanie mózgu, ale w tym studium struktury głębokie mózgu dokładnie analizowano pod mikroskopem i niemal u wszystkich osób znaleziono dowody niewielkich krwawień. Fisher, Kim i zespół z Harbor-UCLA Medical Center badał pośmiertnie mózgi 33 pacjentów. Ich wiek wynosił od 71 do 105 lat; nikt nie przeszedł udaru. Mikrokrwotoki wykryto u 22 ludzi, wszystkie dotyczyły naczyń włosowatych. To znacznie wyższy wskaźnik niż wyliczany na podstawie rezonansu magnetycznego, gdzie w ramach studiów wskazywano na występowanie mikrokrwawień u 18% osób w wieku 60-69 lat i 38% w wieku powyżej 80 lat. Leki, które wpływają na płytki i proces krzepnięcia, takie jak aspiryna, są kojarzone z mikrokrwotokami widywanymi podczas badań obrazowych. Nasze odkrycia sugerują, że aspiryna i inne antykoagulanty mają różny wpływ na starzejące się i młodsze mózgi – opowiada Fisher, który również podkreśla, że przepuszczalność naczyń włosowatych wzrasta z wiekiem, mimo że bariera krew-mózg istnieje po to, by zapobiegać tego typu zjawiskom. Wykryte obszary krwawień były niewielkie i nie zagrażały życiu. W ramach przyszłych badań Amerykanie zamierzają ustalić, jak wpływają one na funkcjonowanie intelektualne i neurologiczne.
-
Poszukując substancji skutecznie zwalczających agresywne typy nowotworów mózgu, naukowcy na występującą w cebulach żonkili narcyklazynę. Swoje odkrycia opisali na łamach listopadowego wydania The FASEB Journal. By pomóc pacjentom z pierwotnymi nowotworami mózgu, m.in. glejakami, i przerzutami, w ciągu 3-4 lat zamierzamy doprowadzić do testów klinicznych pochodnych narcyklazyny – deklaruje dr Robert Kiss z Laboratorium Toksykologii Instytutu Farmakologii Université Libre de Bruxelles. Narcyklazyna miałaby stanowić uzupełnienie tradycyjnych metod terapii. Belgijski zespół wykorzystał techniki komputerowe, by zidentyfikować cel obierany przez narcyklazynę w komórkach nowotworowych. Od początku wydawało się, że będzie nim najpewniej czynnik elongacyjny eEF1A (elongacja to wydłużanie białek na rybosomie). Już wcześniej wykazano bowiem, że jego nadekspresja może skutkować transformacją nowotworową. Naukowcy przeszczepili też genetycznie zmodyfikowanym myszom komórki z przerzutów czerniaka złośliwego do mózgu. Okazało się, że gryzonie, którym podawano narcyklazynę, przeżywały znacznie dłużej niż zwierzęta nieleczone. Członkowie zespołu Kissa sądzą, że narcyklazyna wybiórczo hamuje namnażanie agresywnych komórek nowotworowych, nie wpływając przy tym negatywnie na zdrowe komórki.
-
W jaki sposób monitorować proces starzenia się mózgu? Wygląda na to, że nowym markerem stanie się stężenie kwasu mlekowego, kojarzone dotąd raczej z "zakwasami" po intensywnym wysiłku fizycznym. Naukowcy już od dawna podejrzewali, że starzenie jest wynikiem stopniowego uszkadzania mitochondrialnego DNA (mtDNA). Znajduje się ono w macierzy mitochondrium i pozwala na uzyskiwanie energii z pożywienia. Nic dziwnego, że mutacje w genach mitochondrialnych wywołują choroby z objawami dotyczącymi przede wszystkim tkanek o najwyższym zapotrzebowaniu energetycznym, a więc mięśniowej i nerwowej. Wcześniejsze badania powiązały mutacje mtDNA m.in. z parkinsonizmem i alzheimeryzmem. Zespół Larsa Olsona sprawdził swoją teorię, przyglądając się procesom metabolicznym zachodzącym w mózgach normalnie i przedwcześnie starzejących się myszy. Okazało się, że dysfunkcja mtDNA powoduje zmianę metaboliczną, która wpływa na ekspresję genów kontrolujących tworzenie kwasu mlekowego. Naukowcy zaznaczają, że stężenie C3H6O3 staje się na tyle wysokie, że można je wykrywać za pomocą nieinwazyjnych metod obrazowania. Co ważne, wzrost poziomu kwasu mlekowego poprzedza inne oznaki starzenia i można go będzie wykorzystać do wczesnego wykrywania związanych z wiekiem chorób centralnego układu nerwowego.
-
Jednym z wielu programów prowadzonych przez amerykańską DARPA (Agencja Badawcza Zaawansowanych Projektów Obronnych) są badania nad hełmem, który pozwoli zdalnie stymulować mózgi żołnierzy. DARPA współpracuje z profesorem Williamem J. Tylerem z University of Arizona, który od kilku lat bada systemy nieinwazyjnej stymulacji mózgu. Techniki takie mogą być pomoce w leczeniu choroby Parkinsona czy depresji. Posłużą też do stworzenie interfejsów łączących mózg z komputerem. Z kolei DARPA chciałaby dzięki pracom Tylera stworzyć hełm, który będzie w stanie zwiększyć możliwości żołnierzy, pobudzając ich do dłuższego czuwania czy redukując stres lub ból. Jak wyjaśnia Tyler, najpoważniejsze wyzwania to osiągnięcie dużej rozdzielczości systemu, co pozwoli na kontrolowanie niewielkich struktur oraz opracowanie metod głębokiej nieinwazyjnej penetracji, pozwalającej na osiągnięcie głębiej położonych obszarów mózgu. Obecnie wykorzystywane techniki w wielu przypadkach wymagają chirurgicznego wprowadzenia elektrod do mózgu. A techniki nieinwazyjne albo charakteryzują się małą rozdzielczością, albo sygnały nie docierają głęboko. Dlatego też uczonego interesuje stymulacja ultradźwiękowa. Może ona zapewnić pięciokrotnie lepszą rozdzielczość niż obecnie stosowane techniki nieinwazyjne, a jednocześnie pozwala dotrzeć do równie głęboko położonych struktur mózgu co metody inwazyjne. Laboratorium Tylera otrzymał od DARPA grant i rozpoczęło badania nad stymulowaniem prawidłowo rozwiniętego zdrowego mózgu. Opracowano już prototyp hełmu z wbudowanym mikrokontrolerem i przetwornikami ultradźwiękowymi. Ultradźwiękowa stymulacja przyda się do minimalizowania efektów pourazowych uszkodzeń mózgu u żołnierzy. Jak wyjaśnia Tyler naprawdę groźne nie są początkowe uszkodzenia. Problemem są uszkodzenia spowodowane zmianami metabolizmu, pojawieniem się wolnych rodników i tym, co dzieje się w ciągu najbliższych godzin po urazie. Jeśli w przypadku urazu możliwe będzie szybkie zdalne rozpoczęcie interwencji medycznej, można będzie uniknąć uszkodzeń, które pozostaną na całe życie.
-
Amerykańscy uczeni dowiedli, że serce można stymulować nie tylko impulsami elektrycznymi, ale również światłem. Odkrycie może doprowadzić do pojawienia się laserowych rozruszników serca, nowej klasy urządzeń medycznych oraz pozwoli na przeprowadzenie niedostępnych dotychczas badań. Naukowcy z Case Western Reserve University oraz Vanderbilt University wykorzystali laser działający w podczerwieni, do regulowania rytmu serca kilkudniowego embrionu przepiórki. Mogli dzięki niemu przyspieszać i zwalniać puls, regulując w ten sposób siłę, z jaką krew uderza o mięsień. Metoda ta przyda się do sprawdzenia, w jaki sposób różny rytm serca może wpłynąć na pojawienie się w przyszłości chorób serca. Już wcześniejsze badania wykazały, że mięsień sercowy jest wrażliwy na różne tempo przepływu krwi, co znajduje swoje odbicie odpowiedzi genetycznej i molekularnej. Wykorzystanie lasera otwiera przed badaczami możliwości, których nie dają tradycyjne rozruszniki. "Gdy przykładam do tkanki napięcie elektryczne, prąd rozchodzi się wszędzie i stymulowany jest znacznie większy region. Tutaj możemy skoncentrować promień i, teoretycznie, stymulować nawet pojedynczą komórkę" - mówi Michael Jenkins z Case Western. Użycie lasera ma i tę zaletę, że nie niszczy komórek. Wykorzystanie prądu często prowadzi co zniszczenia części z nich, co wprowadza do eksperymentów niepożądane zmienne. Być może w przyszłości powstaną laserowe rozruszniki serca. Jednak zanim to się stanie, naukowcy muszą zbadać, co powoduje, że światło wpływa na działanie serca. Jedna z teorii mówi, że fotony są absorbowane przez molekuły wody, co prowadzi do lokalnego wzrostu temperatury. To z kolei wpływa na transport sodu przez błony komórkowe i wolniejsze lub szybsze skurcze. Teoria ta jest tym bardziej prawdopodobna, że niedawno uczeni z Vanderbilt University wykazali, iż za pomocą lasera można wywołać impulsy elektryczne w obwodowym układzie nerwowym. Światło wykorzystuje się do stymulacji komórek od niedługiego czasu. Jednak obecnie wykorzystywane techniki zakładają wprowadzenie do komórek genów z bakterii wrażliwych na działanie światła. Użycie lasera, a zatem stymulacja za pomocą molekuł wody a nie bakteryjnego DNA, jest znacznie prostszą techniką. Jednak, jak zauważa Loren Frank, profesor fizjologii z University of California z San Francisco, laser ma swoje ograniczenia. Może być użyty tylko tam, gdzie komórki odpowiadają na zmiany temperatury oraz gdzie dominuje jeden typ komórek. Laser, zdaniem Franka, nie sprawdzi się zatem przy stymulowaniu komórek mózgu. Jednak świetnie powinien spisać się w stymulacji serca. Chociażby dlatego, że krzemowe i szklane elementy laserów są znacznie bardziej obojętne dla komórek niż elementy metalowe, wykorzystywane w tradycyjnych rozrusznikach. Ponadto pacjenci z laserowymi rozrusznikami mogliby bezpiecznie korzystać z rezonansu magnetycznego. Ponadto, jak zauważył profesor E. Duco Jensen, problem z pobudzaniem komórek mózgu można częściowo obejść, badając odpowiedzi nerwów znajdujących się poza mózgiem.
-
Zespół bolesnego miesiączkowania pierwotnego (ang. primary dysmenorrhea, PDM), który występuje średnio aż u 56% kobiet w wieku 15-24 lat, może zmieniać budowę mózgu. Nasze wyniki zademonstrowały, że nieprawidłowe zmiany w obrębie substancji szarej występowały u pacjentek z PDM nawet pod nieobecność bólu. Oznacza to, że nie tylko przewlekły ból, ale i cykliczny ból menstruacyjny może skutkować długotrwałymi zmianami centralnymi. Choć trzeba ustalić funkcjonalne konsekwencje tego zjawiska, rezultaty sugerują, że młody mózg jest podatny na oddziaływania bólu miesiączkowego. W ramach badań podłużnych powinno się przeanalizować interakcje hormonalne, błyskawiczne przystosowanie (w ciągu pojedynczego cyklu) i sprawdzić, czy opisywane zmiany są odwracalne, czy nie – tłumaczy szef zespołu dr Jen-Chuen Hsieh z Instytutu Nauk o Mózgu National Yang-Ming University w Tajpej. W studium wzięły udział 32 kobiety z zespołem bolesnego miesiączkowania i 32 dopasowane pod względem wieku i długości cyklu przedstawicielki grupy kontrolnej. W czasie, gdy panie z PDM nie odczuwały bólu, wszystkie uczestniczki eksperymentu przeszły badanie rezonansem magnetycznym. Dzięki skanom sporządzono mapy istoty szarej. Dla obu grup wyliczono ogólną objętość istoty szarej oraz jej zawartość w konkretnych rejonach. U kobiet z bolesnymi miesiączkami zaobserwowano wyraźnie zaznaczone zmiany. Anormalne zmniejszenie objętości odnotowano w obszarach odpowiedzialnych za przekaźnictwo bólowe, przetwarzanie czuciowe wyższego rzędu oraz regulację emocjonalną, natomiast wzrost objętości wystąpił w rejonach zaangażowanych w modulację bólu oraz regulację funkcji endokrynnych.
-
Mapowanie mózgu trwa już od ponad 100 lat, nadal jednak nikt nie wie, na jakiej zasadzie poszczególne części czy ośrodki są ze sobą połączone. By ujawnić przebieg "okablowania" fragmentu szczurzego mózgu, naukowcy z Uniwersytetu Południowej Kalifornii posłużyli się najnowszymi zdobyczami nauki. Narodowe Instytuty Zdrowia przeznaczyły aż 30 mln dolarów na stworzenie konektomu (connectome od ang. connect – łączyć) ludzkiego mózgu. Richard H. Thompson i Larry W. Swanson mapowali ośrodek nagrody związany z przyjemnością czerpaną z jedzenia. Okazało się, że połączenia tworzyły pętle, co sugeruje, że - przynajmniej w tej części mózgu gryzonia – diagram komunikacyjny wygląda jak rozproszona sieć. Neurolodzy hołdujący tradycyjnym poglądom uważają, że mózg jest zorganizowany hierarchicznie, a niższymi ośrodkami zarządza kora. Inni popierają nowszą teorię, forsującą model mózgu z płaską siecią przypominającą Internet. Zaczęliśmy w jednym miejscu i przyglądaliśmy się połączeniom. Natrafiliśmy na bardzo złożone serie pętli. Nie było schematu organizacyjnego ani dołu czy góry – wyjaśnia Swanson. Wykorzystana w ramach studium metoda śledzenia obwodów pozwala na badanie sygnałów przychodzących i wychodzących z dwóch dowolnych ośrodków mózgu. Thompson wynalazł ją i ulepszał przez 8 lat. Większość stosowanych dotąd technik koncentruje się na jednym sygnale w jednym miejscu i jednym kierunku. My zaś u tego samego zwierzęcia możemy się przyglądać 4 "nitkom" obwodu naraz. To była nasza techniczna innowacja – cieszy się Swanson. Model Internetu pozwoliłby wyjaśnić, jak mózg radzi sobie z miejscowymi uszkodzeniami. Da się przecież wyłączyć niemal każdy pojedynczy element Internetu, a reszta będzie nadal działać. Swanson dodaje, że zazwyczaj istnieje alternatywna trasa przez układ nerwowy. Ciężko byłoby powiedzieć, że jakakolwiek część jest absolutnie niezbędna. Amerykanin po raz pierwszy omówił swój rozproszony model mózgu w opublikowanej w 2003 r. książce pt. "Architektura mózgu: Zrozumienie podstawowego planu". Przyznaje, że na razie to tylko niepotwierdzona teoria, ale warto rozważyć wersję inną niż hierarchiczna. Kora, dzięki której myślimy, jest niezwykle istotna, ale nie pozostaje jedyną determinującą nasze zachowanie częścią układu nerwowego. Ze szczegółami badań można się zapoznać w artykule opublikowanym na łamach pisma Proceedings of the National Academy of Sciences.
-
Stres związany z odrzuceniem sprawia, że ludzie stają się bardziej podatni na różne choroby o podłożu zapalnym, w tym zapalenie stawów. Okazuje się, że także mózg dorzuca tu swoje trzy grosze. Choć wiadomo, że związane ze stresem nasilenie stanu zapalnego przyczynia się do wielu poważnych chorób, w tym depresji i chorób sercowo-naczyniowych, niewiele wiedziano o neuropoznawczych mechanizmach tego zjawiska. By rozwikłać tę zagadkę, zespół George'a Slavicha z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles przeprowadził eksperyment laboratoryjny z udziałem 124 ochotników - 70 kobiet i 54 mężczyzn. Na początku rozwiązywali oni trudne zadania arytmetyczne i przemawiali przed pogardliwie nastawionym jury w białych kitlach laboratoryjnych, wzięli więc udział w teście TSST (Trier Social Stress Test). Analiza wymazów z jamy ustnej wykazała podwyższony poziom dwóch markerów zapalnych: interleukiny-6 (jednej z najważniejszych cytokin, która m.in. pobudza krwiotworzenie i aktywuje limfocyty T) oraz rozpuszczalnych receptorów typu 2. dla czynnika martwicy nowotworu alfa (TNFαRII). Następnie ¼ ochotników (31) przechodziła do kolejnej części badania, gdzie pod kontrolą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego znów musiała zmierzyć się z odrzuceniem, tym razem podczas gry komputerowej. Na początku w zabawie uczestniczyli wszyscy 3 gracze, lecz mniej więcej w połowie nasze króliki doświadczalne były usuwane na boczny tor. W tym przypadku większy wzrost stężenia sTNFαRII wiązał się z silniejszą aktywnością przedniej części wyspy oraz przednio-grzbietowego zakrętu obręczy, a są to dwa obszary, które wcześniej powiązano z przetwarzaniem danych nt. dyskomfortu wywołanego odrzuceniem oraz negatywnych emocji. Czemu nerwowa wrażliwość na społeczne odrzucenie nasila stan zapalny? Psycholodzy proponują kilka wyjaśnień. Niewykluczone np., że kiedyś zagrożenia fizyczne i społeczny ostracyzm często szły w parze, stąd stan zapalny mógłby być uruchamiany w przewidywaniu przyszłych urazów. Cytokiny wydzielają się w odpowiedzi na aktualne bądź przyszłe bodźce, ponieważ przyspieszają gojenie ran i zmniejszają ryzyko zakażenia. O ile jednak krótkotrwały stan zapalny sprzyja organizmowi w czasie walki o zdrowie, o tyle przewlekły związany z odrzuceniem już nie... Slavich podkreśla, że lepsze zrozumienie neurologicznego, a konkretnie mózgowego podłoża astmy czy zapalenia stawów pozwoli opracować skuteczniejsze metody ich leczenia. Ze szczegółami amerykańskiego badania można się zapoznać na łamach pisma Proceedings of the National Academy of Sciences.
-
Autorzy niewielkiego studium zauważyli, że u otyłych dzieci z cukrzycą typu 2. występują problemy poznawcze, dotyczące m.in. uwagi i pamięci, których nie ma u równie otyłych maluchów wolnych od cukrzycy. Ponieważ w badaniu wzięło udział 36 dzieci, za wcześnie na wyciąganie wniosków, że to cukrzyca odpowiada za różnice między grupami. Nie wiadomo też, na ile i czy w ogóle ograniczenie możliwości intelektualnych szkodzi młodym diabetykom. Dr Antonio Convit, psychiatra z Langone Medical Center Uniwersytetu Nowojorskiego, uważa, że jego zespół uchwycił moment powstawania ewentualnego uszkodzenia mózgu. Musimy zacząć patrzeć na tę chorobę w bardziej złożony sposób, a nie tylko skupiać się na jej wpływie na oczy, nerki czy stopy. Amerykanin uważa, że cukrzyca typu 2. odpowiada obecnie, przynajmniej w USA, za 40% przypadków cukrzycy u dzieci. W przeszłości dotyczyła ich głównie cukrzyca typu 1., stąd zarzucona już nazwa tej jednostki chorobowej – cukrzyca młodzieńcza. Ze względu na lawinowy wzrost liczby otyłych dzieci i nastolatków zwiększyło się jednak rozpowszechnienie cukrzycy typu 2. w tej grupie wiekowej. Monitorując wpływ cukrzycy na młody mózg, Convit i inni przeprowadzili eksperyment z osiemnaściorgiem otyłych nastolatków z cukrzycą typu 2. i równoliczną grupą otyłych rówieśników. Po przebadaniu baterią testów okazało się, że diabetycy wypadli gorzej od pozostałych pod względem uwagi, pamięci i planowania. Mieli też niższy iloraz inteligencji. Różnice były istotne statystycznie, ale poszczególnych wskaźników nie zsumowano, nie wiadomo więc, o ile dokładnie (procentowo) spadły wyniki chorych dzieci. Amerykanie podejrzewają, że cukrzyca wpływa na naczynia krwionośne mózgu. Na szczęście opisane wyżej niekorzystne zjawiska zanikają wraz z wyeliminowaniem cukrzycy typu 2., dlatego tak ważne jest, by unormować wagę nastolatków.
-
Czy kultura wpływa na budowę i działanie mózgu? Zbiorcza analiza wielu badań na temat zachowania czy przebiegu procesów poznawczych u ludzi Wschodu i Zachodu świadczy o tym, że tak. Denise C. Park z Uniwersytetu Teksańskiego i Chih-Mao Huang z University of Illinois przebrnęli przez pokaźną liczbę studiów. Ustalili, że reprezentujący kultury kolektywistyczne Azjaci przetwarzają informacje w sposób bardziej całościowy, podczas gdy przedstawiciele nastawionego indywidualistycznie Zachodu skupiają się raczej na poszczególnych obiektach. Na tym jednak nie koniec, ponieważ różnice dotyczą także uwagi, kategoryzacji i wnioskowania. Gdy w ramach jednego z wybranych eksperymentów pokazywano ochotnikom zdjęcia pływającej ryby, Japończycy zapamiętywali więcej szczegółów z tła niż Amerykanie. Podczas badań angażujących technologię śledzenia ruchów gałek ocznych okazało się, że ludzie z Zachodu spędzali więcej czasu, patrząc na obiekt centralny, a Chińczycy skupiali się bardziej na tle. W odniesieniu do twarzy stwierdzono, że ci pierwsi zwracają uwagę zarówno na rejon oczu, jak i ust, a ci drudzy spoglądają na centralną część fizjonomii. Tandem naukowców z USA zwrócił uwagę na fakt, że śledzenie zmian w przebiegu procesów poznawczych dostarcza informacji na temat starzenia się oraz przekształceń uwarunkowanych kulturowo. W przypadku odtwarzania swobodnego (ang. free recall), pamięci roboczej i tempa przetwarzania informacji decydujący okazał się wpływ starzenia, a nie doświadczeń kulturowych. Co ciekawe, w miarę upływu lat ludzie zmierzają w kierunku bardziej zrównoważonej reprezentacji siebie i innych, przez co obywatele Zachodu stają się mniej skoncentrowani na sobie, a Azjaci w większym stopniu skupieni na własnym ja. Liczne badania sugerowały, że kultura oddziałuje na funkcjonowanie mózgu, co jednak z kulturowym wpływem na jego budowę? Całkiem niedawno Park i Michael Chee z Duke-National University of Singapore wykazali, że w porównaniu do Azjatów, u osób mieszkających na Zachodzie grubsza jest kora w odpowiadających za wnioskowanie płatach czołowych, natomiast u przedstawicieli Wschodu bardziej rozbudowała się kora w obszarach percepcyjnych. Park i Huang uważają, że zastosowanie rezonansu magnetycznego do badania neuroanatomicznych różnic międzykulturowych może być trudne z kilku powodów. Pomijając wartości kulturowe, obie grupy różnią się przecież jeszcze pod wieloma innymi względami. Poza tym, żeby móc porównywać wyniki uzyskiwane przez poszczególne zespoły badawcze, trzeba by pamiętać o wykorzystywaniu identycznych urządzeń do MRI z takim samym oprogramowaniem.
-
Czemu na dokładnie tej samej niezdrowej diecie jedne osoby tyją, a inne nie? Wg badaczy ze Szkoły Medycznej Uniwersytetu Yale, waga ustala się jeszcze przed urodzeniem podczas prenatalnego rozwoju mózgu (Proceedings of the National Academy of Sciences). Zespół profesora Tamasa Horvatha prowadził eksperymenty na kilku grupach szczurów. U zwierząt, które stały się otyłe, zaobserwowano różnice w obrębie ośrodka sytości w podwzgórzu. Okazało się, że neurony sygnalizujące, iż obiekt zjadł już wystarczająco dużo i że przydałoby się teraz spalić kalorie, są u przybierających na wadze gryzoni wolniejsze, ponieważ podlegają hamowaniu przez inne komórki. U szczurów opornych na otyłość neurony sygnalizujące sytość są zaś o wiele aktywniejsze i bardziej skłonne do powiadamiania reszty mózgu i tkanek obwodowych, że spożyto już odpowiednią ilość pokarmu. Wydaje się, że ten podstawowy system połączeń w mózgu determinuje czyjąś podatność na otyłość. Nasze obserwacje stanowią poparcie dla teorii, że czynnikiem decydującym o otyłości wcale nie jest wola [a właściwie brak silnej woli]. Ma to raczej więcej wspólnego z połączeniami, które pojawiają się w mózgu podczas rozwoju prenatalnego. Horvath wspomina też o innych niepożądanych konsekwencjach istnienia opisanego mechanizmu. U jednostek podatnych na otyłość wywołaną dietą rozwija się zapalenie mózgu, a u opornych nie. Reakcja zapalna w mózgu może wyjaśnić, czemu ktoś, kto raz stał się otyły, ma problem z pozbyciem się zbędnych kilogramów. Coraz więcej osób na świecie zmaga się z nadmierną wagą ciała. Ponieważ sama genetyka nie tłumaczy wybuchu epidemii, naukowcy próbowali dotrzeć do źródeł podatności na otyłość związaną z zachodnią wysokotłuszczową dietą. Bardzo istotną kwestią jest ustalenie, jaki czynnik genetyczny, epigenetyczny czy środowiskowy wpływa na ukształtowanie podstawowego systemu połączeń w mózgu. Ostatnio na pierwszy plan wybija się pogląd, że poza genetyką to matczyny wpływ na rozwijający się mózg wydaje się krytyczny dla zakodowania obwodów regulujących jedzenie, a zatem jednostkową podatność lub oporność na otyłość – podsumowuje Horvath.
-
Australijscy naukowcy z Telethon Institute for Child Health Research w Perth wykryli związek między typową dla Zachodu niezdrową dietą a zespołem nadpobudliwości psychoruchowej z deficytem uwagi (ADHD) u nastolatków. Profesor Wendy Oddy, szefowa działu odżywiania w Instytucie, wyjaśnia, że analizowano wzorce dietetyczne 1800 nastolatków objętych badaniem podłużnym Raine Study. Ich zwyczaje żywieniowe klasyfikowano jako "zdrowe" bądź "zachodnie". Odkryliśmy, że dieta obfitująca we wzorce zachodnie była związana z ponad 2-krotnie wyższym ryzykiem ADHD, w porównaniu do diety z niewieloma cechami zachodnimi (nawet po uwzględnieniu licznych wpływów społecznych i rodzinnych). Oddy tłumaczy, że sposób odżywiania młodzieży zestawiano z danymi nt. ewentualnego zdiagnozowania ADHD do 14. roku życia. W naszym studium nadpobudliwość psychoruchową stwierdzono u 115 osób: 91 chłopców i 24 dziewcząt. Za zdrową uznano dietę obfitującą w świeże owoce i warzywa, pełne ziarna oraz ryby. Zapewnia ona dużo kwasów tłuszczowych typu omega-3, kwasu foliowego oraz błonnika. Dieta zachodnia to jedzenie na wynos, pokarmy przetworzone, oczyszczone i smażone. Zawiera dużo tłuszczów, głównie nasyconych, rafinowanego cukru i sodu. Kiedy przyglądaliśmy się specyficznym produktom, diagnoza ADHD wiązała się z dużą ilością dań na wynos, przetworzonym mięsem, mięsem czerwonym, tłustym nabiałem i słodyczami – podkreśla dr Oddy. Sugerujemy, że zachodni wzorzec dietetyczny może wskazywać, że u nastolatka rozwinął się nieoptymalny profil kwasów tłuszczowych, podczas gdy dieta z wyższą zawartością kwasów omega-3 sprzyja zdrowiu psychicznemu i optymalnemu działaniu mózgu. Może też być tak, że zachodni wzorzec menu nie zapewnia wystarczającej ilości wszystkich mikroelementów, których potrzebuje mózg, zwłaszcza dla poprawnego przebiegu procesów uwagi, lub że w grę wchodzą większe stężenia dodatków, np. smakowych i barwników, które wcześniej powiązano z nasileniem objawów ADHD. Niewykluczone również, że charakterystyczna dla nadpobudliwości impulsywność wpływa na gorsze wybory żywieniowe, skłaniając do spożycia szybko zaspokajającej głód przekąski. Australijczycy zaznaczają, że skoro badanie było przekrojowe, nie da się wyciągnąć ostatecznych wniosków co do natury i kierunku zależności: czy to kiepska dieta prowadzi do ADHD, czy też raczej ADHD kształtuje upodobania i zachcianki badanych.
-
Priony mogą się nagle pojawiać w zdrowej tkance mózgu. Katalizatorem reakcji obserwowanej przez autorów studium z The Scripps Research Institute oraz Uniwersyteckiego College'u Londyńskiego była powierzchnia stalowych przewodów. Wcześniejsze badania pokazały, że priony z łatwością wiążą się z tego typu powierzchniami i niezwykle skutecznie inicjują zakażenie. W najnowszym eksperymencie przewody pokryte niezarażonym homogenatem mózgu także zapoczątkowywały chorobę prionową w hodowli komórkowej, w dodatku myszy mogły się tą drogą zarazić. Choroby prionowe, takie jak sporadyczna postać choroby Creutzfeldta-Jakoba (ang. sporadic Creutzfeldt-Jakob disease, sCJD) u ludzi czy atypowa encefalopatia gąbczasta bydła, występują rzadko i losowo. Proponowano, by uznać, że przypadki te stanowią odzwierciedlenie rzadkich spontanicznych aktów powstawania prionów w mózgu. Nasze studium oferuje eksperymentalny dowód na potwierdzenie, że priony rzeczywiście tworzą się spontanicznie, i pokazuje, że zdarzeniom tym sprzyja kontakt ze stalowymi powierzchniami – twierdzi dr Charles Weissmann. Priony odkryto w 1982 r. Są to patologicznie uformowane białka, będące jedynymi znanymi czynnikami zakaźnymi niezawierającymi DNA ani RNA. W komórkach ssaków powstaje niegroźne fizjologiczne białko PRPc (od ang. Cellular Prion-Related Protein – komórkowa forma białka związanego z prionami), lecz po zakażeniu prionami następuje jego zmiana w patologiczną postać PRPsc (od ang. Prion-Related Protein - Scrappie form - PRP związane z chorobą scrappie). W końcowych stadiach choroby występują duże agregaty białka o nieprawidłowej konformacji. Towarzyszy temu masywne uszkodzenie komórek i tkanek. W amerykańsko-brytyjskim studium wykorzystano test Scrapie Cell Assay autorstwa Weissmanna. Za jego pomocą mierzono możliwości infekcyjne przewodów pokrytych prionami. Ku swojemu zaskoczeniu zespół stwierdził, że zakażenia wystąpiły także w grupie kontrolnej, stykającej się wyłącznie z drutami pokrytymi prawidłowymi mysimi komórkami. Było to tym dziwniejsze, że podczas eksperymentu bardzo rygorystycznie przestrzegano wszelkich wytycznych, by uniknąć skażenia prionami. Weissmann i John Collinge z UCL zauważyli, że kiedy PRPc nałoży się na stalowe przewody i zetknie z hodowlami komórkowymi, niewielka, ale istotna statystycznie część drutów wywoła zakażenie komórek prionami. Po przeniesieniu ich na myszy choroba nadal postępuje. Weissmann podkreśla, że istnieje alternatywne wyjaśnienie zaobserwowanego zjawiska. Infekcyjne priony mogą być zawsze obecne w mózgu w stężeniach niewykrywalnych dla konwencjonalnych metod (normalnie są one rozkładane w takim samym tempie, jak powstają). Metalowa powierzchnia koncentrowałaby zaś patologiczne białka, zwiększając skuteczność detekcji.
-
Kiedy ludzie zaczynają ze sobą rozmawiać, dochodzi do sprzężenia aktywności ich mózgów. Można więc mówić o spotkaniu na wielu poziomach, w tym biologicznym, a właściwie neuronalnym. Naukowcy udokumentowali to, badając funkcjonalnym rezonansem magnetycznym 11 osób słuchających głosu kobiety opowiadającej pewną historię (Proceedings of the National Academy of Sciences). Skany ujawniły, że z 1-3-sekundowym opóźnieniem wzorce aktywności mózgu słuchających powtarzały niemal co do joty "poczynania" mózgu prelegentki. U niektórych badanych odpowiednie wzorce pojawiały się nawet wcześniej niż u mówiącej kobiety. Odkryliśmy, że mózgi ochotników intymnie zsynchronizowały się podczas niby-rozmowy, tak że mózg słuchacza odzwierciedlał działania mózgu mówiącej – podkreśla Uri Hasson z Princeton University. Zespół oceniał siłę opisywanego połączenia, mierząc stopień, do jakiego wzorce aktywności neuronów się pokrywały. Okazało się, że słuchacze najdokładniej odzwierciedlający prelegentkę najlepiej odtwarzali później jej opowieść. Amerykanie uważają, że im bardziej podobne są fale mózgowe podczas konwersacji, tym większe zrozumienie względem siebie wykazują rozmówcy. Podczas eksperymentu nie nastąpiło sprzęgnięcie wzorców aktywności, gdy ochotnicy wysłuchiwali tej samej historii w nieznanym dla siebie języku (po rosyjsku). Hasson zajmuje się interpersonalną synchronizacją mózgów już od jakiegoś czasu. W 2004 r., jeszcze podczas pracy w izraelskim Instytucie Nauki Weizmanna, opublikował wyniki badań nad podobieństwem wzorców aktywności korowej u 5 osób oglądających półgodzinny fragment trójwymiarowego filmu. Wtedy również odnotowano niesamowity stopień zgodności reakcji woksel po wokselu.
-
U kobiet z zespołem jelita drażliwego (ang. Irritable Bowel Syndrome, IBS) wykryto zmiany w budowie pewnych rejonów mózgu. Połączone zespoły z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles (UCLA) i McGill University ustaliły, że IBS towarzyszy zarówno spadek, jak i wzrost ilości substancji szarej w rejonach mózgu związanych z uwagą, regulacją emocjonalną, hamowaniem bólu oraz przetwarzaniem informacji trzewnych. Na zespół jelita drażliwego chorują głównie kobiety. Zazwyczaj IBS pojawia się w wieku 30-40 lat i charakteryzuje się bólem brzucha oraz zaburzeniem rytmu wypróżniania. Obecnie IBS traktuje się raczej jako zespół funkcjonalny, a nie organiczny ze zmianami strukturalnymi w narządach wewnętrznych. Dotąd nie udało się bowiem wskazać anatomicznych bądź chemicznych modyfikacji w jelicie. Na razie nie zrozumiano w pełni patofizjologii choroby, ale panuje zgoda co do tego, że mamy do czynienia z zmianą interakcji mózg-przewód pokarmowy. Skoro amerykańsko-kanadyjski zespół zidentyfikował jednak zmiany strukturalne w mózgu, IBS trafia do kategorii zaburzeń bólowych, grupującej m.in. lumbago, migreny, dysfunkcję stawu skroniowo-żuchwowego oraz ból stawu biodrowego. W przeszłości u chorych z tymi przypadłościami stwierdzono część z mózgowych zmian strukturalnych typowych dla IBS. Odkrycie strukturalnych zmian w mózgu, bez względu na to, czy są one pierwotne, czy wtórne w stosunku do objawów ze strony przewodu pokarmowego, demonstruje organiczny komponent IBS i wspiera koncepcję zaburzenia mózg-jelito. Raz na zawsze usuwa też w kąt dywagacje, że zespół jelita drażliwego nie istnieje i ma podłoże wyłącznie psychologiczne – podkreśla prof. David Geffen z UCLA. W przełomowym badaniu na dużą skalę wzięło udział 55 pacjentek z IBS i 48-osobowa grupa kontrolna. Natężenie choroby było umiarkowane, a kobiety zmagały się z nią od roku do 34 lat; średnio od 11. Przeciętny wiek uczestniczek studium to 31 lat. Nawet po uwzględnieniu czynników potencjalnie wpływających na wyniki, a więc np. depresji czy lęku, odkrywano systematyczne różnice pomiędzy grupami chorych i kontrolną. Dotyczyły one kory przedczołowej i tylnej ciemieniowej, a także tylnej części wyspy, która stanowi pierwszorzędową korę trzewnoczuciową, odbierającą sygnały z przewodu pokarmowego. Dr David A. Seminowicz z McGill University zwraca szczególną uwagę na zmiany w istocie szarej wyspy. Może to wskazywać na specyficzną anomalię, która odgrywa pewną rolę w potęgowaniu sygnałów dochodzących do mózgu z jelit. Do zmniejszenia ilości substancji szarej doszło w kilku rejonach zaangażowanych w procesy uwagi. Zespół wspomina też o wzgórzu i śródmózgowiu, a tutaj zwłaszcza o istocie szarej okołowodociągowej, która odpowiada za hamowanie bólu. Zredukowanie ilości substancji szarej w tych kluczowych rejonach wskazuje na niezdolność mózgu do skutecznego hamowania reakcji bólowych – podsumowuje Seminowicz. U pacjentek z określonym, np. biegunkowym, podtypem choroby stwierdzano podobne zmiany. Między grupami wspominającymi głównie o bólu lub przede wszystkim dyskomforcie trawiennym występowały już jednak różnice. W przyszłości naukowcy zamierzają poszukać genetycznych podstaw zmian w budowie mózgu. Chcą też zwiększyć liczebność próby, by móc porównać mózgi mężczyzn i kobiet.
-
Myszy są zwierzętami powszechnie wykorzystywanymi w eksperymentach naukowych. Specjaliści porównują uzyskiwane wyniki, okazuje się jednak, że w niektórych okolicznościach mogą to być zabiegi nieuprawnione, gdyż zmiana klatki już w ciągu jednego eksperymentu zmienia fizycznie mózg tych gryzoni (PLoS One). Zakładamy, że wszystkie wykorzystywane w laboratoriach myszy są takie same, a to nieprawda. Kiedy zmieniamy klatki, zmienia się też mózg, a to, oczywiście, wpływa na rezultaty eksperymentu – opowiada Diego Restrepo z University of Colorado w Denver. Amerykanie ustalili, że mózg myszy jest ekstremalnie uwrażliwiony na środowisko. Ulegnie np. fizycznemu przekształceniu, gdy "przeprowadzi się" gryzonie z klatki ze swobodnym obiegiem powietrza do wybiegu z ograniczonymi możliwościami w tym zakresie. Zmianie ulegie zwłaszcza rejon związany z czułym powonieniem myszy – opuszka węchowa. Po zmianie pomieszczenia Restrepo zauważył też znaczne zmiany w poziomie agresji. Oznacza to, że dwa laboratoria prowadzące dokładnie ten sam eksperyment uzyskają, nawet nie wiedząc dlaczego, zupełnie inne wyniki. To może wyjaśnić kłopoty z replikowaniem odkryć dokonanych w innych laboratoriach i wytłumaczyć, czemu poszczególne ośrodki publikują sprzeczne dane, choć wykorzystują w eksperymentach identyczne genetycznie myszy. Restrepo ubolewa, że zjawisko to mogło doprowadzić do porzucenia wartych zachodu badań. Ma też nadzieję, że inni podążą jego tropem i pomogą ustalić zakres problemu i sposoby jego przezwyciężania.
-
Im więcej waży starsza kobieta, tym gorzej funkcjonuje jej pamięć. Efekt jest silniej zaznaczony u pań, w przypadku których tkanka tłuszczowa odłożyła się na biodrach, a nie w okolicach talii. Zapominanie zdarza się więc częściej tzw. gruszkom niż jabłkom. W studium naukowców z Northwestern University uwzględniono 8745 kobiet w wieku postmenopauzalnym (65-79-letnich). U żadnej nie stwierdzono zaburzeń czy upośledzenia funkcji poznawczych. Panie zrekrutowano pierwotnie do badań hormonalnych w ramach Kobiecej Inicjatywy Zdrowotnej (Women's Health Initiative). Akademicy z Northwestern jako pierwsi w USA połączyli otyłość z gorszą pamięcią i słabszym działaniem mózgu, co więcej, udało im się zidentyfikować związki z konkretnymi kształtami ciała. Przekaz społeczny jest taki: otyłość i wyższy wskaźnik masy ciała nie są dobre dla twojego intelektu oraz pamięci. Podczas gdy wyniki kobiet nadal mieściły się obrębie normy, dodatkowa waga wywierała na pewno szkodliwy wpływ – zaznacza dr Diana Kerwin. Jednopunktowy wzrost BMI przekładał się na również jednopunktowy spadek wyników osiąganych w teście pamięci. Kobiety badano za pomocą skali Modified Mini-Mental Status Examination. Badacze kontrolowali różne zmienne, w tym przypadki cukrzycy, chorób serca i udarów. Dlaczego u kobiet o kształtach gruszek wykryto większy stopień deterioracji pamięci i funkcjonowania mózgu niż wśród rówieśnic z otyłością brzuszną (jabłek)? Chodzi o rodzaj tłuszczu odkładającego się na biodrach/udach i wokół talii. Tkanka tłuszczowa coraz częściej bywa postrzegana jako narząd endokrynny, który wpływa na wydzielanie poszczególnych hormonów. Pewne adipocytokiny (adipokiny), wytwarzane przez dominującą w naszym organizmie, czyli białą tkankę tłuszczową, mogą wywołać stan zapalny, wpływając w ten sposób na funkcje poznawcze. Naukowcy wiedzą już od jakiegoś czasu, że różne rodzaje tkanki tłuszczowej wydzielają różne cytokiny, dlatego inaczej wpływają na insulinooporność, profil lipidowy czy ciśnienie krwi. Musimy stwierdzić, czy jeden rodzaj tłuszczu jest gorszy od drugiego i jak się to ma do działania mózgu. Tłuszcz może się przyczyniać do tworzenia blaszek związanych z chorobą Alzheimera lub ograniczać dopływ krwi do mózgu, trzeba więc mieć świadomość z czym i jak walczyć...
