Znajdź zawartość
Wyświetlanie wyników dla tagów 'mózg' .
Znaleziono 419 wyników
-
Niezdolność do zajmowania się więcej niż dwoma zadaniami naraz jest zakorzeniona w naszym mózgu – postulują naukowcy z École Normale Supérieure oraz instytutu badawczego INSERM w Paryżu. Dr Etienne Koechlin wyjaśnia, że kiedy wykonujemy dwie czynności jednocześnie, każdą zajmuje się inna półkula. Podział pracy może zatem wyjaśnić, czemu tak trudno zostać wielozadaniowcem. Można gotować i w tym samym czasie rozmawiać przez telefon, ale bardzo trudno byłoby się zająć czymś trzecim, np. czytaniem gazety. Jeśli jesteś obarczony 3 lub więcej zadaniami, tracisz nad jednym kontrolę. Francuzi przeprowadzili eksperyment, w ramach którego 32 ochotników (16 kobiet i 16 mężczyzn w wieku od 19 do 32 lat) wykonywało zadania związane z dopasowywaniem liter. Komputer losowo wybierał litery z wyrazu – wszystkie było albo małe, albo wielkie – a badani mieli stwierdzić, czy dwie następujące po sobie pojawiły się w takiej kolejności jak w słowie. Sprawy komplikowały się, kiedy jednocześnie należało się zajmować wielkimi i małymi literami i ich dopasowywaniem do wszystkich wyrazów zapisanych w schemacie XXXXX lub xxxxx. Za poprawne odpowiedzi badani otrzymywali niewielkie sumy pieniędzy. W tym czasie aktywność ich mózgów monitorowano za pomocą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego. Naukowcy koncentrowali się w szczególności na odpowiadającej za kontrolę impulsów korze przedczołowej. W przedniej części tego obszaru dochodzi do sformułowania celu, a tylna komunikuje się z resztą mózgu. Gdy wolontariusze zajmowali się w danym czasie tylko jednym zadaniem, w oczekiwaniu nagrody rozświetlała się przyśrodkowa kora czołowa (ang. medial frontal cortex, MFC) po obu stronach mózgu. Kiedy jednak konkretna osoba pracowała nad dwoma zadaniami naraz, półkule dzieliły się nimi i spodziewaną nagrodą. Mózg radził sobie z przełączaniem między półkulami przy dwóch zadaniach, lecz gdy dołączało się jeszcze trzecie, bardzo spadała dokładność. Innym 16 osobom polecono, by poza zadaniem poruczonym poprzednikom starały się też grupować litery tego samego koloru. Okazało się, że ludzie nie tylko ustawicznie zapominali o jednym z zadań, ale także popełniali 3-krotnie więcej błędów. Koechlin uważa, że w ten właśnie sposób można wyjaśnić, czemu dość często podejmujemy irracjonalne decyzje, gdy mamy wybierać z ponad dwóch opcji. Jest to związane z międzypółkulowym podziałem pracy, by śledzić dwa zadania lub dwie alternatywy, ale nie więcej. Scott Huettel z Duke University sądzi, że dualizm zadaniowy mózgu nie musi się ujawniać w każdej sytuacji. Wg niego, dobrze opanowane czynności ruchowe, np. jedzenie, nie wpływają znacząco choćby na interpretację wskazówek wzrokowych czy kontrolę języka.
-
Co wspólnego może mieć Whoopi Goldberg z neurobiologią? Ależ bardzo wiele, tak twierdzą Jeff Brown i Mark Fenske, autorzy pracy „The Winner's Brain" („Mózg zwycięzcy"). Znana aktorka, wraz z innymi wybranymi osobami: aktorką Laurą Linney, sportowcem Kerri Strugiem, i artystą Andrew Wyethem, była obiektem badań, jak funkcjonuje mózg osoby sukcesu. Dlaczego właśnie Whoopi? Doceniana, oskarowa aktorka, obecnie zaś błyskotliwa prowadząca popularny program „The View", jest wg pomysłodawców badań nie tylko kobietą sukcesu, ale wzorem życiowej elastyczności i odporności. Przetrwała wszelkie życiowe nieszczęścia, które wielu przyprawiłyby o zgorzknienie, jak trzy rozwody, ciążę nastoletniej córki, ale zawsze odbijała się od dna i stanowi przykład humoru i serdeczności. Projekt „Mózg zwycięzcy" łączy neurobiologię poznawczą, fMRI - funkcjonalny rezonans magnetyczny i poznawczą psychologię behawioralną. Rezonans magnetyczny daje nam najlepszy, jaki dotychczas mamy, wgląd w pracę mózgu na żywo - mówi Brown. - Psychologia poznawcza zaś dostarcza uznanych narzędzi, które dają mierzalne rezultaty w kształtowaniu trwałych zmian behawioralnych i emocjonalnych. Z takim wyposażeniem naukowym autorzy pracy identyfikują i opisują funkcje zdrowego, zwycięskiego mózgu: pamięć, zdolność przystosowania się, emocje, świadomość własnej wartości, motywację i inne. Jeśli chodzi o mózg, „wygrywający" oznacza „odnoszący sukcesy". A sukces można osiągnąć w różnych aspektach życia, począwszy od docenienia tego, co ważne, przez rozpoznawanie wartościowych okazji, aż po odnajdywanie w sobie motywacji do osiągania wyznaczonych celów - tak Brown opisuje projekt badawczy. - Każdy z nas jest wyposażony w inne skłonności, marzenia, pragnienia i mechanizmy. A kiedy przychodzi decydować jak chcemy wygrać - jak osiągnąć sukces - to my kierujemy tym mechanizmem. Ale nie tylko znane osoby sukcesu brały udział w badaniach. Kierowca taksówek, osoba myjąca okna - również tacy zwykli ludzie byli obiektami badania, bo sukces ma przecież wiele postaci. Oni wszyscy dostarczali cennych informacji, jak działa „mózg zwycięzcy", jak wytrenować swój umysł, jak stworzyć solidne podstawy do zmian. Dla osób nie czujących się osobami sukcesu książka dostarcza sugestii, pomysłów, ćwiczeń rozwijających pożądane cechy osobowości. Ale najważniejszym czynnikiem determinującym sukces ma być świadomość własnej wartości. To wg autorów kluczowa cecha, bez odpowiedniego wyczucia tej wartości bardzo prawdopodobne staje się, że nie będziemy kompetentni w wykonywanych zadaniach. Jeff Brown nazywa to „podwójną klątwą niekompetencji". Pierwsza klątwa ma miejsce wtedy, kiedy jesteśmy nieszczególnie kompetentni w jakiejś sprawie. Druga - kiedy z tej niekompetencji nie zdajemy sobie sprawy. Znać swoje mocne i słabe strony - to zachwalany przez autorów klucz do właściwego wykorzystania już posiadanych umiejętności, ale i do rozwijania tych, które chcielibyśmy mieć.
-
Ludzki mózg oszczędza energię, przewidując, co zobaczy w przyszłości. Kora wzrokowa nie reaguje więc po prostu na bodźce wzrokowe, zwłaszcza na dobrze znane, ale "myśli" o tym, co w danym kontekście pojawi się za chwilę. Naukowcy z Uniwersytetu w Glasgow i Instytutu Badań nad Mózgiem Maxa Plancka wyjaśniają, że takie postępowanie prowadzi do mniejszego zużycia energii podczas przetwarzania obrazu. Jeśli jednak w znanym otoczeniu pojawia się coś nieoczekiwanego, kora wzrokowa momentalnie się uaktywnia, by wykorzystać dodatkowe informacje. Odkrycia niemiecko-brytyjskiego zespołu doktora Larsa Muckliego bazują na nowej koncepcji Karla Fristona z Uniwersyteckiego College'u Londyńskiego – teorii kodowania predyktywnego, zwanej także zasadą wolnej energii. Jej twórca uważa, że mózg przewiduje, jakie dane do niego dotrą, a nie biernie przetwarza bodźce. Testując nową koncepcję, naukowcy z Glasgow zebrali grupę 12 ochotników. W czasie, gdy wykonywano im funkcjonalny rezonans magnetyczny, wpatrywali się w nieruchomy punkt na ekranie komputera. Nad nim i pod nim migały na zmianę dwie kropki, co stwarzało iluzję ruchu. W scenariuszu przewidywalnego bodźca wyświetlano trzecią kropkę, która znajdowała się pomiędzy dwiema pozostałymi. Czas jej prezentacji dostosowywano do timingu reszty, przez co uzyskiwano wrażenie płynnego ruchu. W scenariuszu nieprzewidywalnym pojawienie się trzeciej kropki nie było zschynchronizowane z demonstracją pozostałych. Monitorowanie pierwszorzędowej kory wzrokowej (V1) ujawniło, że w porównaniu do nieprzewidywalnych bodźców, przy znanym scenariuszu była ona mniej aktywna. Mózg spodziewa się zobaczenia czegoś i tak naprawdę ciągle tylko potwierdza sobie jedną i tę samą rzecz – to trochę jak zapamiętywanie przyszłości. Może dlatego czasem nie zauważamy zmian w znanym otoczeniu, bo mózg widzi raczej to, czego się spodziewał, a nie to, co się tu rzeczywiście znalazło. W przyszłości naukowcy zamierzają przetestować teorię predyktywnego kodowania w bardziej naturalnym otoczeniu, a także skupić się na zmysłach innych niż wzrok.
-
Podejmowanie ryzyka przez nastolatki jest biologicznie zaprogramowane. Badacze z Uniwersyteckiego College'u Londyńskiego wykazali, że nie chodzi o nieumiejętność rozważenia plusów i minusów jakiegoś schematu postępowania, ale o większą niż w innych grupach wiekowych przyjemność czerpaną z dreszczyku niepewności. Brytyjczycy przeprowadzili eksperyment, który objął ochotników w wieku od 9 do 35 lat. Wszyscy wzięli udział w hazardowych grach komputerowych. Można było wybierać między ryzykowną a bezpieczną wersją zdarzeń. Jak nietrudno się domyślić, najbardziej ryzykowali nastoletni badani, a szczyt takich zachowań przypadał na 14. rok życia. Wyniki świadczą o tym, że w odróżnieniu od dzieci, nastolatki umieją sporządzić listę "za" i "przeciw", zdają też sobie sprawę z konsekwencji. Bardziej niż pozostali lubią po prostu samą niepewność, zwłaszcza gdy ostatecznie wszystko dobrze się kończy (wariant "szczęśliwej ucieczki"). Zespół doktor Stephanie Burnett badał 86 chłopców i mężczyzn. Od ich decyzji podejmowanych w trakcie gry zależała liczba zdobywanych punktów. Szansa na zdobycie dużej sumy pieniędzy była mała, podczas gdy zdobycie mniejszej kwoty właściwie zagwarantowano. Po każdej turze psycholodzy mierzyli emocjonalną reakcję danej osoby, ustalając, jak bardzo zadowolona bądź niezadowolona była z wyniku. Brytyjczycy ustalili, że po wejściu w wiek nastoletni wzrastała satysfakcja z wygranej w sytuacji szczęśliwej ucieczki. To wyjaśnia, czemu nastolatki chętniej podejmują większe wyzwania. W trakcie pokwitania nasze mózgi stale się rozwijają, szczególnie układ dopaminowy, który pomaga nam odczuwać przyjemność i nagrodę – tłumaczy dr Burnett. Wg niej, powinno się rozważyć zmianę sposobu nauczania o zagrożeniach związanych z piciem czy narkotykami, ponieważ informacja, że są one ryzykowne, działa na zasadzie obosiecznego miecza i może zachęcać do sprawdzenia się. Choć to mężczyzn uznaje się za płeć bardziej skłonną do ryzykowania, akademicy z UCL planują przeprowadzenie podobnego eksperymentu z dziewczętami i kobietami. Początek dojrzewania naznacza eksplozja ryzykownych zachowań – od niebezpiecznej jazdy samochodem, przez seks bez zabezpieczeń i eksperymentowanie z alkoholem, po niezdrowe nawyki żywieniowe i brak aktywności fizycznej. To przyczynia się do tzw. paradoksu zdrowotnego pokwitania, gdzie szczytowej życiowej formie zdrowotnej towarzyszą wysoka śmiertelność i zachorowalność – podsumowuje dr Sarah-Jayne Blakemore.
-
Badacze z Tohoku University opracowali superelastyczny stop żelaza, którego wytrzymałość na rozciąganie przekracza granicę 1 gigapaskala. Może on być wykorzystywany podczas skomplikowanych operacji serca i mózgu oraz w konstrukcjach budowanych na obszarach występowania trzęsień ziemi. Japończycy twierdzą, że po rozciągnięciu materiał – żelazo polikrystaliczne - powraca do pierwotnego kształtu, a jego nadzwyczajna elastyczność decyduje o kilku innych właściwościach, w tym o kowalności i zmiennej magnetyzacji. Maksymalny poziom naprężenia nowego stopu, po którego przekroczeniu następuje przerwanie, jest dwukrotnie wyższy niż w przypadku nitinolu (NiTi, stopu z pamięcią kształtu; 49% niklu i 51% tytanu). Wg naukowców z Kraju Kwitnącej Wiśni, nadaje się on do wykorzystania w postaci stentów – rurek podtrzymujących naczynia i zapobiegających ich zapadaniu się. Ponieważ stop żelaza charakteryzuje się wysokim naprężeniem maksymalnym (dużą wytrzymałością), można z niego "wyciągać" bardzo cienkie przewody, które sięgają położonych w głębi ciała rejonów, np. mózgu, gdzie mają się znaleźć stenty. Średnica nitinolowych sprężynek stosowanych obecnie przy angioplastyce wieńcowej jest natomiast zbyt duża, żeby przeprowadzić podobny zabieg na mózgu – wyjaśnia jeden z członków japońskiego zespołu badawczego T. Omori. W komentarzu do artykułu zespołu z Tohoku University opublikowanego na łamach Science profesor Ibrahim Karaman z Texas A&M University i jego doktorant Ji Ma napisali, że po ogrzaniu nowy stop wykazuje właściwości bezdyfuzyjnej przemiany fazowej. Atomy kryształów w uporządkowany sposób przeorganizowują swoje upakowanie, co leży u podłoża makroskopowej zmiany kształtu obiektu. Po zaimplantowaniu stent z żelaza polikrystalicznego rozszerza się pod wpływem ciepła ciała i osiąga pożądaną formę.
-
Naukowcy zamierzają zbadać ewolucję morfologii i patologii ludzkiego mózgu dzięki zmumifikowanej lewej półkuli żyjącego w średniowieczu 18-miesięcznego chłopca. Znaleziono ją w drewnianej trumnie z XIII wieku w okolicach Quimper w Bretanii (Neuroimage). Mumifikacja zaszła dzięki gliniastej kwaśnej glebie i zasolonej wodzie - dziecko pogrzebano w strefie pływowej u zbiegu 3 rzek. Po ekshumacji w 1998 r. mózg umieszczono w formalinie. Chłopiec zmarł najprawdopodobniej z powodu pęknięcia czaszki. Jego głowę schowano w skórzanej pochwie i ułożono na poduszce. W ciągu 10 lat badań udało się natrafić na nietknięte neurony. Chociaż, w porównaniu do pierwotnej masy, ich waga jest zredukowana o ok. 80%, zachowały swoje cechy anatomiczne i co najważniejsze – do pewnego stopnia również organelle komórkowe – podkreśla Frank Ruhli, szef Szwajcarskiego Projektu Mumia z Uniwersytetu w Zurychu. Twierdzi on, że przypadek tak doskonałego naturalnego zakonserwowania mózgu pozwoli lepiej zrozumieć zarówno jego naturę, jak i sposoby działania. Co ciekawe, mózg był jedyną tkanką miękką zachowaną w szkielecie. Nadal widoczne były bruzdy i zakręty, a także płaty czołowy, skroniowy i potyliczny. Poza tym naukowcy zauważyli, że w znacznym stopniu utrwaliła się struktura komórkowa mózgu. Badanie mikroskopowe ujawniło bowiem istoty szarą i białą, naczynia krwionośne, duże neurony w okolicach hipokampa oraz tigroid (ciałka Nisla) w obrębie kory ruchowej. Komórki nerwowe w większości zachowały swój oryginalny kształt, a także dendryty. Znalezienie podczas wykopalisk archeologicznych nietkniętej tkanki mózgu jest niezwykle rzadkie, m.in. dlatego, że organ ten często usuwano podczas balsamowania. W obecności enzymów bakteryjnych tłuszcze ciała reagują z wodą i wodorem, przez co wytwarza się spowalniający rozkład tłuszczowosk [przebiega przemiana tłuszczowo-woskowa, która często zachodzi równolegle do stupieszczenia, czyli mumifikacji] – tłumaczy autorka badań nad średniowiecznym mózgiem Christina Papageorgopoulou. Międzynarodowy zespół próbował określić przyczynę zgonu chłopca. Na podstawie badań histologicznych i radiologicznych wykluczono wcześniejszą diagnozę – krwotok mózgowy. Silny krwotok wystąpił na zewnętrznej powierzchni kory co najmniej kilka dni przed śmiercią. To dowód na pęknięcie czaszki. Nie mamy jednak pewności, czy to przyczyna zgonu – wyjaśnia Raffaella Bianucci, antropolog z Uniwersytetu w Turynie.
-
Z im trudniejszą decyzją przychodzi się nam zmierzyć, tym mniejsza szansa na to, że zaczniemy działać. Do takiego wniosku doszli naukowcy z Uniwersyteckiego College'u Londyńskiego (UCL), którzy zajęli się badaniem obszarów mózgu zaangażowanych w utrzymywanie status quo. Brytyjczycy z UCL testowali za pomocą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego ochotników biorących udział w grze polegającej na rozstrzyganiu, czy piłka tenisowa spadła na boisku, czy już poza nim. W obliczu złożonej decyzji ludzie wykazują tendencję do akceptowania sytuacji zastanej - tłumaczy Stephen Fleming. Nieważne, czy rozważamy zmianę kanału telewizyjnego, czy coś wiążącego się z poważniejszymi konsekwencjami, np. przeprowadzkę. Psychologów interesowało, jaki obszar naszego mózgu odpowiada za opisywane zjawisko. Na początku poproszono więc 16 ochotników, by przyglądali się skrzyżowaniu linii bocznych boiska do gry w tenisa, trzymając jednocześnie guzik domyślny. Potem widzieli lądującą piłkę i mieli zdecydować, czy trafiła w boisko, czy już wypadła poza nie. Przy każdej próbie komputer sygnalizował aktualnie obowiązującą opcję domyślną – "weszła" lub "nie weszła". Akceptując podpowiedź, badani przytrzymywali guzik, a odrzucając domyślną opcję, puszczali go i wybierali inny klawisz. Wyniki pokazały wyraźne odchylenie w kierunku opcji domyślnej, co często prowadziło do popełniania błędów. W miarę wzrostu skomplikowania zadania tendencja ta stawała się coraz bardziej widoczna. Badanie obrazowe unaoczniło, że podczas odrzucania opcji domyślnej uaktywniało się jądro niskowzgórzowe (subthalamic nucleus, STN). Brytyjczycy zauważyli też nasilenie przepływu informacji między korą przedczołową – rejonem odpowiedzialnym za ocenę stopnia trudności – a STN. Interesujące, że obecne metody leczenia choroby Parkinsona, takie jak głęboka stymulacja mózgu, działają w oparciu o zakłócenie pracy jądra niskowzgórzowego, by wyeliminować upośledzoną inicjację działania.
-
Kromaniończyk miał mózg większy od naszego
KopalniaWiedzy.pl dodał temat w dziale Nauki przyrodnicze
Odlew jamy czaszki człowieka z Cro-Magnon 1, starszego mężczyzny słusznej postury, którego doskonale zachowany szkielet znajduje się w zbiorach Muzeum Historii Naturalnej w Paryżu, wskazuje, że mózgi pierwszych Homo sapiens były większe od naszych mózgów. Ponieważ jednak związek między rozmiarami a inteligencją jest słaby, można uznać, że w toku ewolucji podzieliliśmy los komputerów i miniaturyzacja pociągnęła za sobą wzrost wydajności. Francuscy naukowcy donoszą, że czaszka kromaniończyka sprzed 28 tys. lat była o 15-20% większa od czaszki ludzi nam współczesnych. Jeśli jednak rozmiary naszych głów naprawdę się zmniejszyły, należy znaleźć ostateczną odpowiedź na pytanie, dlaczego w ogóle do tego doszło. Jedna z teorii jest taka, że większe głowy miały pomóc w przeżyciu w górnym paleolicie (było wtedy zimno, a ludzie spędzali dużo czasu poza kryjówkami). Zwolennicy drugiej teorii głoszą, iż spora czaszka to przystosowanie do trudnych do przeżucia pokarmów, m.in. mięsa królików, reniferów, lisów i koni. Gdy jedzenie stało się bardziej miękkie, głowy przestały rosnąć. Jeszcze inni eksperci przypuszczają, że przy wysokiej śmiertelności niemowląt przeżywali tylko najinteligentniejsi, a ci zazwyczaj mieli większe czaszki. Cro-Magnon 1 to najlepiej zachowany szkielet z 5 znalezionych przez Louisa Larteta w 1868 r. w schronisku skalnym Abri de Cro-Magnon w Les Eyzies koło Dordogne we Francji. Jego właściciel miał ok. 183 cm wzrostu. Model czaszki mężczyzny będzie można podziwiać w amerykańskim Muzeum Historii Naturalnej w Waszyngtonie. Odlew wnętrza mózgoczaszki sporządzono dzięki skanowaniu przeprowadzonemu w Hôpital des Quinze-Vingts w Paryżu. Naukowcom zależało na odtworzeniu odcisku, pozostawionego przez mózg na mózgoczaszce. Następnie Antoine Balzeau przekształcił uzyskane dane w trójwymiarowy obraz, na którego podstawie specjalistyczna firma programistyczna opracowała formę. Balzeau ujawnia, że wstępna ocena czaszki Cro-Magnon 1 potwierdza, że w ciągu dziesiątków tysięcy lat mózgi stały się nieco mniejsze, odwracając wcześniejszy trend zmierzający do powiększania mózgowia. Niektóre części naszego mózgu zajmują proporcjonalnie więcej miejsca niż u kromaniończyka, co sugeruje, że pewne rejony są bardziej ściśliwe od innych. -
W czasie choroby czujemy się zmęczeni i lekko przygnębieni. Zgodnie z najnowszymi wynikami badań, niekoniecznie odpowiadają za to objawy fizyczne i mamy raczej do czynienia z reakcją mózgu na infekcję. Kiedy przechodzimy grypę, czujemy się nieco zmęczeni i wyczerpani. Być może mamy też lekko obniżony nastrój. Tego rodzaju zestaw różnych objawów nazywamy zbiorczo "sickness behavior". Ludzie zawsze zakładali, że to po prostu naturalna konsekwencja bycia chorym. Wygląda jednak na to, że bez względu na przyczynę infekcji, symptomy są zawsze identyczne – wyjaśnia dr Neil Harrison z University of Sussex. Oznacza to, że nieważne, jaką chorobą się zarazimy, bo każdorazowo samopoczucie psychologiczne będzie podobne. Wniosek? Nie jest ono powiązane z infekcją jako taką... Testując swoją teorię, Brytyjczycy szczepili zdrowych ochotników na dur brzuszny, wskutek czego pojawiały się u nich objawy grypopodobne. Następnie przeprowadzano badanie funkcjonalnym rezonansem magnetycznym. Wykazaliśmy, że u osób z najsilniej zaznaczonym pogorszeniem nastroju po szczepieniu pojawiała się największa aktywność [...] okolicy zakrętu obręczy położonej pod kolanem ciała modzelowatego (odpowiada ona polu Brodmana nr 25, BA25, ang. subgenual cingulate). Naukowcy podkreślają, że to niezwykłe, ponieważ w głębokiej depresji zmianie ulega działanie tego samego regionu. Wyniki osób szczepionych na dur porównano z grupą, której wstrzyknięto placebo (nie wywoływało ono symptomów grypopodobnych). U nich nie zaobserwowano podobnego wzmożenia aktywności w BA25. Badacze z Sussex sądzą, że ich studium wiele zmieni zarówno w przypadku pacjentów z depresją, jak i zażywających leki o silnych skutkach ubocznych. Istnieje np. grupa chorych otrzymujących interferon alfa w leczeniu przewlekłego wirusowego zapalenia wątroby typu C. To bardzo skuteczna terapia, ale wiąże się z zapoczątkowaniem głębokiej depresji, w przebiegu której niekiedy pojawiają się myśli samobójcze.
-
Gdy uczymy się nowych rzeczowników, uaktywniają się inne części mózgu niż podczas opanowywania czasowników. Hiszpańscy psycholodzy - Antoni Rodríguez-Fornells z Uniwersytetu Barcelońskiego i Anna Mestres-Missé, która obecnie pracuje w Instytucie Ludzkiego Poznania i Nauk o Mózgu Maxa Placka – oraz niemiecki neurolog Thomas F. Münte z Uniwersytetu Otto-von-Guericke'a w Magdeburgu posłużyli się funkcjonalnym rezonansem magnetycznym. Zespół wiedział, że pacjenci z uszkodzeniami mózgu wykazują pewnego rodzaju dysocjację, przetwarzając rzeczowniki i czasowniki oraz że dzieci uczą się rzeczowników przed czasownikami. Wykazano też, że podczas testów funkcjonowania poznawczego dorośli lepiej sobie radzą i szybciej reagują na rzeczowniki. Mając to na uwadze, hiszpańsko-niemiecki zespół postanowił sprawdzić, czy różnice te można zobaczyć także w mózgu. Badacze zebrali więc grupę 21 ochotników, których zadanie polegało na wyuczeniu się nowych rzeczowników i czasowników. W ramach testu trzeba było wydedukować znaczenie słowa z kontekstu. W tym celu układano z nim 2 zdania, np. "Dziewczyna dostała na Gwiazdkę jat" oraz "Drużba był tak zdenerwowany, że zapomniał jatu" (rzeczownik "jat" oznaczał pierścionek/obrączkę) lub "Student nisował na śniadanie makaron" i "Mężczyzna nisował dla niej przepyszne mięso" (w tym przypadku chodziło, oczywiście, o czasownik "gotować"). To zadanie symuluje na poziomie eksperymentalnym, w jaki sposób w ciągu życia rozszerzamy swoje słownictwo, odszyfrowując znaczenie nowych wyrazów z kontekstu – zaznacza Rodríguez-Fornells. Uczestnicy studium musieli w ten sposób opanować po 80 nieznanych rzeczowników i czasowników. Okazało się, że rzeczowniki aktywowały głównie lewy zakręt wrzecionowaty (część płata skroniowego, która bierze udział w przetwarzaniu wzrokowym i obiektów), a czasowniki przede wszystkim lewy zakręt skroniowy środkowy (jego tylną część) i lewy dolny zakręt czołowy (odpowiadający za gramatykę). Hiszpanie i Niemiec zauważyli też dodatnią korelację między dwustronną aktywacją hipokampów i skorup a łatwością uczenia się rzeczowników, ale już nie czasowników. Rezultaty sugerują, że regiony pierwotnie skojarzone z reprezentacją znaczenia rzeczowników i czasowników są również związane z ustanawianiem zgodności/relacji między tymi znaczeniami a nowymi słowami. To proces niezwykle ważny dla nauki drugiego języka – przekonuje Rodríguez-Fornells.
-
Odkryto system kryjący się za inteligencją ogólną
KopalniaWiedzy.pl dodał temat w dziale Psychologia
Naukowcy z amerykańskich i hiszpańskich uczelni odkryli w mózgu system stojący za ogólną inteligencją. To ważny wkład w dyskusję na temat definiowania i pomiaru inteligencji. Wyniki badań specjalistów z Kalifornijskiego Instytutu Technologii (Caltech), Univeristy of Iowa, Uniwersytetu Południowej Kalifornii oraz Universidad Autónoma de Madrid zostały opublikowane w piśmie Proceedings of the National Academy of Sciences. Pracami zespołu kierował Jan Gläscher. Wspólnie akademicy analizowali dane 241 pacjentów z uszkodzeniami mózgu, którzy brali udział w testach na inteligencję. Miejsce uszkodzenia dokładnie oznaczono i skorelowano z ilorazem inteligencji. W ten sposób można było sporządzić mapę rejonów wpływających na inteligencję. Inteligencja ogólna, często odnoszona do czynnika g Charlesa Spearmana [ogólnej zdolności intelektualnej w jego dwuczynnikowej teorii inteligencji], to bardzo kontrowersyjny koncept, ale idea leżąca u jej podstawy jest bezdyskusyjna: przeważnie wyniki osiągane przez ludzi w wielu różnych testach są ze sobą skorelowane. Niektórzy osiągają generalnie wysokie wyniki, inni generalnie niskie. Stąd następne oczywiste pytanie – czy ta ogólna zdolność może zależeć od specyficznych obszarów mózgu? – dywaguje profesor Ralph Adolphs. Amerykanie i Hiszpanie stwierdzili, że nie rezyduje ona w pojedynczej strukturze, ale jest określana przez sieć regionów z obu półkul. Ku naszemu zaskoczeniu, jednym z głównych odkryć było, że mamy do czynienia z rozproszonym systemem. Najważniejsze dla inteligencji ogólnej okazały się liczne obszary oraz połączenia między nimi – tłumaczy Gläscher. Jak dodaje Adolphs, mogło się okazać, że inteligencja w ogóle nie zależy od specyficznych rejonów mózgu, ale od sposobu jego działania jako całości. Tak się jednak nie stało i potwierdziła się raczej przyjmowana obecnie teoria integracji ciemieniowo-czołowej, która głosi, że inteligencja ogólna zależy od zdolności mózgu do integrowania różnych rodzajów przetwarzania informacji, np. w ramach pamięci roboczej. -
Obserwując skutki wyobrażania sobie ruchu w określonym kierunku, mózg bardzo szybko potęguje siłę sygnału, by zwiększyć przesunięcie kursora. Oznacza to, że interfejsy mózg-komputer naprawdę mają przyszłość, a wbrew sceptycznemu nastawieniu niektórych naukowców, proces uczenia powinien przebiegać szybciej, niż ktokolwiek się spodziewał. Eksperci z University of Washington współpracowali z ośmioma pacjentami ze szpitali w Seattle, którzy chorowali na padaczkę i czekali na operację. Do powierzchni ich mózgów przyczepiono rejestrujące siłę sygnału elektrody. Proszenie ludzi, by wyobrazili sobie wykonywanie jakiegoś ruchu, np. przemieszczania ramienia, to powszechna praktyka, w wyniku której ma powstać sygnał pozwalający kontrolować jakieś urządzenie, np. komputer bądź protezę. Dotąd proces ten był słabo poznany. Przeprowadzono wiele badań na nieczłekokształtnych naczelnych. Ale jak poprosić zwierzę o wyobrażenie robienia czegoś? Nawet nie wiemy, czy to potrafią – tłumaczy doktorant Kai Miller. Dlatego postanowiono przeprowadzić podobny eksperyment z ludźmi. Na początku zmierzono natężenie sygnału, gdy ochotnicy ściskali i rozluźniali pięść, wystawiali język, wzruszali ramionami lub wymawiali słowo "ruch". Potem Amerykanie prosili o wyobrażenie sobie wykonywania tych samych czynności i ponownie przeprowadzali pomiar. Jak oczekiwano na podstawie wcześniejszych studiów, sygnał był podobny jak przy rzeczywistych działaniach, ale o wiele słabszy. Ostatecznie naukowcy obserwowali aktywność mózgu, gdy chorzy wyobrażali sobie dany ruch, a sygnał wykorzystywano do przesunięcia kursora w stronę celu widocznego na ekranie komputera. Po mniej niż 10 min treningu sygnały związane z wyobrażonym ruchem stały się znacznie silniejsze niż służące do wykonania fizycznego ruchu w rzeczywistym świecie. Szybki wzrost aktywności [...] potwierdza tezę o niesamowitej plastyczności mózgu podczas uczenia się kontroli niebiologicznych urządzeń – podkreśla prof. Rajesh Rao. Nie minęło 10 min, kiedy dwóch ochotników donosiło, że nie muszą już myśleć o ruchach części ciała, by przemieścić kursor. Zdolność badanych do zmiany sygnału pod wpływem sprzężenia zwrotnego była o wiele większa, niż się spodziewaliśmy – cieszy się kolejny współautor studium neurochirurg dr Jeffrey Ojemann. Badacze z University of Washington porównują to, co zaszło w mózgu, to rozrostu mięśni kulturysty pod wpływem podnoszenia ciężarów. Posłużenie się interfejsem doprowadziło do pojawienia się w mózgu populacji superaktywnych neuronów. Odkrycie to daje nadzieję na opracowanie skuteczniejszych metod rehabilitacji pacjentów po udarach. Amerykanom udało się też najprawdopodobniej stwierdzić, które sygnały mózg wychwytuje. Porównali wzorce sygnałów o niskiej częstotliwości, które są wykorzystywane do kontroli zewnętrznych urządzeń, i o wysokiej częstotliwości, które uznaje się przeważnie za szum. Odkryli, że dla każdego typu ruchu najbardziej specyficzne były właśnie te ostatnie. Ponieważ każdy obejmuje niewielką część mózgu, można jednocześnie wychwytywać kilka sygnałów o wysokiej częstotliwości, aby kontrolować bardziej złożone urządzenia.
-
Profesor Ina Weiner z Uniwersytetu w Tel Awiwie, zwolenniczka teorii, w ramach której za wyzwalacz schizofrenii uznaje się infekcję podczas życia płodowego, zaczęła prowadzić ze swoim zespołem eksperymenty na szczurach. Podobnie jak wielu badaczy, nie zadowalały jej rezultaty farmakoterapii, zaczęła się więc zastanawiać, czy nie lepiej byłoby zapobiegać najwcześniejszym przejawom choroby na poziomie budowy mózgu i czy jest to w ogóle możliwe (Biological Psychiatry). Trudno stwierdzić, czy u danej osoby rozwinie się schizofrenia. U ludzi powiązano ją co prawda z 14 genami, ale występowanie tej choroby w rodzinie nie wystarczy, by stwierdzić, że w kolejnym pokoleniu psychoza z pewnością się ujawni. Powodem jest znacząca rola środowiska w etiologii. Schizofrenia ujawnia się najczęściej na etapie wczesnej dorosłości. W odróżnieniu od zaburzeń rozwojowych, np. autyzmu, od zakażenia w łonie matki do manifestacji symptomów musi jednak minąć wiele lat. W swoim najnowszym studium prof. Weiner oraz doktorzy Yael Piontkewiz i Yaniv Assaf starali się wytropić biologiczne wskazówki, które mogą pomóc w śledzeniu postępów choroby, zanim jakiekolwiek objawy staną się zauważalne. Jeśli w etiologii schizofrenii w mózgu pojawiają się postępujące zmiany, będzie jej można zapobiec dzięki wczesnej interwencji. To zrewolucjonizuje leczenie tej psychozy. Zastanawialiśmy się, czy bylibyśmy w stanie zastosować metody neuroobrazowania do oznaczenia wczesnych zmian w mózgach zwierząt laboratoryjnych, a jeśli tak, to czy odpowiednio szybkie wykrycie początkowych anomalii pozwoliłoby zapobiec dalszemu ciągowi zdarzeń? Ciężarnym szczurzycom podano wirusa, który wywołuje u potomstwa zaburzenia zachowania przypominające schizofrenię. Izraelczycy zademonstrowali, że młode były całkowicie normalne po urodzeniu oraz podczas dorastania. Jednak we wczesnej dorosłości, tak jak u ludzi, pojawiały się u nich schizofreniczne zachowania. U funkcjonujących nietypowo zwierząt Weiner wykryła nieprawidłowo rozwinięte komory boczne mózgu oraz hipokamp. Podanie szczurom z grupy wysokiego ryzyka leków (Risperidonu lub klozapiny) spowodowało, że komory i hipokamp zachowały zdrowe rozmiary. Klinicyści podejrzewali, że leki te można zastosować, by zapobiec początkowi schizofrenii, ale my jako pierwsi zademonstrowaliśmy, że taki schemat postępowania da się wykorzystać do zatrzymania deterioracji mózgu. Weiner wyjaśnia, że terapia działała najlepiej, gdy medykamenty podawano szczurzej młodzieży na kilka miesięcy przed osiągnięciem pełniej dojrzałości. Pani profesor dodaje, że obecnie leki ordynuje się tylko po wystąpieniu objawów. Pewnym rozwiązaniem dla młodych osób zagrożonych chorobą mogłoby jednak być stosowanie niskich dawek w okresie dojrzewania.
-
Przewlekły i ciężki stres, doświadczany np. przez chorych z depresją lub z zespołem stresu pourazowego, zmniejsza objętość mózgu w obszarach wrażliwych na tego typu doznania, m.in. w rejonie kory zakrętu czy hipokampie. Najnowsze badania wykazały, że do podobnego "skurczenia" korowego dochodzi w wyniku chronicznej bezsenności (Biological Psychiatry). Za pomocą techniki obrazowania zwanej morfometrią bazującą na wokselach (ang. voxel-based morphometry, VBM) Ellemarije Altena i Ysbrand van der Werf z Holenderskiego Instytutu Neuronauk Królewskiej Akademii Nauki i Sztuki oceniali objętości mózgów osób z bezsennością i porównywali je do ludzi niecierpiących na zaburzenia snu. Okazało się, że dla chorych z insomnią charakterystyczne było zmniejszenie ilości istoty szarej w lewej korze okołooczodołowej, które było silnie powiązane z subiektywnie postrzeganym nasileniem bezsenności. Po raz pierwszy wykazaliśmy, że pacjenci cierpiący na bezsenność mają zmniejszoną gęstość substancji szarej w rejonach odpowiadających za ocenę przyjemności bodźca, a także związanych z mózgowym stanem spoczynku. Im większe problemy ze snem, tym mniejsza gęstość istoty szarej w obszarze oceny przyjemności, co może być ważne dla rozpoznania optimum wygody do zaśnięcia. Odkrycia te zachęcają do dalszego badania podtypów insomnii oraz ich przyczyn – podsumowuje Altena.
-
Mózgi małp, których matki przeszły w czasie ciąży grypę, przypominają mózgi ludzi ze schizofrenią (Biological Psychiatry). W ramach wcześniejszych badań wykazano, że dzieci kobiet chorujących w czasie ciąży na grypę częściej zapadają w późniejszym życiu na schizofrenię. Drążąc głębiej to zagadnienie, Sarah Short i Chris Coe z University of Wisconsin zarazili 12 ciężarnych samic rezusa łagodną grypą. Wydawało się, że 19 młodych rozwijało się prawidłowo, ale rezonans magnetyczny wykazał, że w mózgach roczniaków, co stanowi odpowiednik 5-7-latków u ludzi, występują cechy typowe dla schizofrenii, w tym zmniejszona ilość substancji szarej w korze oraz powiększony układ komorowy. U młodych małpek, których matki przeszły ciążę, nie chorując, nie zauważono podobnych anomalii. Na kolejnych etapach eksperymentu Amerykanie zamierzają monitorować zachowanie rezusów pod kątem ewentualnych zachowań schizofrenicznych.
-
Sok z borówek jest doskonałym środkiem poprawiającym funkcjonowanie umysłu - wynika z badania na amerykańskich 70-latkach. Składnikiem napoju odpowiedzialnym za jego korzystne działanie są najprawdopodobniej antocyjany - związki znane z silnego działania przeciwutleniającego i przeciwzapalnego. Do udziału w eksperymencie zaproszono 9 osób w ósmej dekadzie życia wykazujących objawy łagodnych zaburzeń pamięci. Uczestników badania proszono o regularne kupowanie i przyjmowanie od 2 do 2,5 szklanki (ok. 0,5 litra) soku z borówek dziennie. Po dwunastu tygodniach suplementacji na uczestnikach przeprowadzono serię testów psychologicznych. Wynika z nich, że regularne picie soku z borówek poprawiło zdolność seniorów do uczenia się na podstawie skojarzeń oraz zapamiętywania listy słów w porównaniu do testów przeprowadzonych przed rozpoczęciem doświadczenia. Zauważalne i korzystne, lecz nieistotne statystycznie różnice zaobserwowano także w przypadku występowania objawów depresyjnych oraz obniżenia poziomu glukozy na czczo. Aby dodatkowo potwierdzić wiarygodność uzyskanych rezultatów, badacze przeprowadzili kolejny eksperyment, w którym inną (choć podobną pod względem demograficznym i zdrowotnym) grupę osób starszych zaopatrywano w placebo - substancję imitującą sok z borówek, lecz niezawierającą antocyjanów. W grupie tej, zgodnie z oczekiwaniami, nie stwierdzono poprawy funkcji poznawczych. Autorzy pracy, kierowani przez dr. Roberta Krikoriana z University of Cincinnati, zastrzegają, że choć dane dotyczące wpływu soku z borówek na funkcjonowanie układu nerwowego są obiecujące, należy pamiętać, iż przeprowadzone studium objęło bardzo małą grupę pacjentów. Uczeni nawołują w związku z tym do przeprowadzenia bardziej złożonych badań, które ocenią przydatność napojów bogatych w antocyjany jako środków chroniących przed demencją.
-
Zespół amerykańskich naukowców stwierdził, że niemal jedną czwartą zmienności osiągnięć kobiet i mężczyzn, którzy trenowali się w nowej grze wideo, można przewidzieć na podstawie objętości 3 struktur mózgowych (Cerebral Cortex). Wyniki studium kolejny raz potwierdzają, jak ważne są składowe prążkowia dla doskonalenia zdolności ruchowych, uczenia się nowych procedur, użytecznych strategii czy adaptowania do szybko zmieniającego się środowiska. Po raz pierwszy byliśmy w stanie wykorzystać zadanie ze świata rzeczywistego, takie jak gra wideo, by wykazać, że rozmiar specyficznych rejonów mózgu pozwala przewidzieć wyniki oraz wskaźnik uczenia dla tej gry – cieszy się prof. Kirk Erickson z Uniwersytetu w Pittsburghu, szef zespołu badawczego. Współpracowali z nim Ann Graybiel z MIT-u, Arthur Kramer z University of Illinois oraz Walter Boot z Uniwersytetu Stanowego Florydy. Wcześniejsze badania sugerowały, że doświadczeni gracze wypadają lepiej od nowicjuszy w wielu podstawowych miarach uwagi i postrzegania. Inni naukowcy twierdzili jednak, że gdy adeptów sztuki gry będzie się intensywnie szkolić (po 20 godzin lub więcej), nie zapewni to mierzalnych korzyści poznawczych. Wg Amerykanów, sprzeczne rezultaty to wynik istniejących wcześniej różnic w budowie mózgu. Testy na zwierzętach pozwoliły naukowcom skupić się na 3 konkretnych strukturach mózgu: jądrze ognoniastym, skorupie (łac. putamen) zlokalizowanej w grzbietowym prążkowiu oraz jądrze półleżącym (łac. nucleus accumbens) z brzusznego prążkowia. Nasze eksperymenty na zwierzętach pokazały, że prążkowie jest rodzajem maszyny do uczenia – staje się aktywne podczas tworzenia się nawyku oraz nabywania umiejętności. Badanie, czy u ludzi również ma ono związek ze zdolnością uczenia się, miało więc naprawdę duży sens – przekonuje Graybiel. Jądro ogoniaste i skorupa biorą udział w uczeniu ruchowym, ale naukowcy dowiedli, że są one także ważne z punktu widzenia poznawczej giętkości, która pozwala płynnie przełączać się między zadaniami. Jądro półleżące przetwarza emocje związane z nagrodą lub karą. Psycholodzy posłużyli się rezonansem magnetycznym o dużej rozdzielczości. Za jego pomocą oceniali wielkość tych 3 struktur u 39 zdrowych dorosłych, w tym 10 mężczyzn, w wieku 18-28 lat, którzy w ciągu ostatnich 2 lat spędzali na grach wideo mniej niż 3 godziny tygodniowo. Rozmiar wybranych części porównywano do objętości mózgu jako całości. Uczestników eksperymentu ćwiczono w jednej z dwóch wersji gry "Kosmiczna forteca" (opracowano ją na University of Illinois). Zadanie polegało na zniszczeniu twierdzy bez utracenia własnego statku. Połowie ochotników kazano zdobyć jak najwięcej punktów, zwracając również uwagę na jej składniki. Reszta miała co pewien czas zmieniać priorytety. Trenując się w jednej umiejętności, należało też maksymalizować sukces w innych zadaniach. Podejście to, zwane "treningiem zmiennych priorytetów", zwiększa elastyczność podejmowania decyzji. Psycholodzy zauważyli, że ludzie, którzy mieli większe jądro półleżące, radzili sobie lepiej niż pozostali na początkowych etapach treningu (nie miało przy tym znaczenia, do której grupy należeli). Wg Ericksona, ma to sens, ponieważ nucleus accumbens stanowi część ośrodka nagrody, a czyjaś motywacja do doskonalenia się w grze obejmuje też przyjemność czerpaną z osiągnięcia określonego celu. Poczucie zdobywania i towarzyszące mu emocje są najsilniejsze na najwcześniejszych etapach uczenia. Gracze z największymi jądrami ogoniastymi i skorupami wypadali najlepiej w treningu zmiennych priorytetów. Osoby, u których te struktury były największe, uczyły się szybciej i więcej w czasie eksperymentu – wyjaśnia Kramer.
-
Urazy głowy odniesione przez weteranów wojny w Wietnamie pozwoliły oznaczyć dwa rejony mózgu powiązane z inteligencją emocjonalną (IE). Badani wojskowi mieli zaburzoną doświadczaną inteligencję emocjonalną, czyli umiejętność oceny uczuć innych osób, bądź strategiczną inteligencję emocjonalną, a więc zdolność planowania społecznie adekwatnych reakcji na sytuację. Pracami zespołu kierował Jordan Grafman z Narodowego Instytutu Zaburzeń Neurologicznych i Udaru w Bethesdzie. Standardowe testy na inteligencję emocjonalną wypełniało 39 rannych przed laty weteranów oraz 29 zdrowych członków grupy kontrolnej. U 17 osób z historią urazów grzbietowo-bocznej kory przedczołowej zaobserwowano deficyty doświadczanej inteligencji emocjonalnej oraz prawidłowe wyniki w zakresie drugiego rodzaju IE. U pozostałych 21 weteranów, u których doszło do uszkodzenia brzuszno-przyśrodkowej kora przedczołowej (ang. ventromedial prefrontal cortex, VMPC), prawidłowo działała jedynie strategiczna IE. Ponieważ opisane urazy nie wpłynęły na inteligencję poznawczą, wygląda na to, że rozwiązywaniem problemów emocjonalnych i kognitywnych zajmują się różne rejony mózgu.
-
Miłośników filmów czy programów telewizyjnych w trójwymiarze nie brakuje, o czym mogą choćby świadczyć tłumy w kinach czy zainteresowanie cyfrową technologią 3D na targach CES w Las Vegas. Okuliści przestrzegają jednak, że u niektórych ludzi z chorobami oczu przedłużony kontakt z nagraniem 3D może powodować ból głowy. Wiele osób ma lekkie problemy z oczami, np. niewielką nierównowagę mięśni, z którymi w normalnych okolicznościach mózg radzi sobie naturalnie. Film 3D jest jednak zupełnie nowym doświadczeniem. Przekłada się to na intensywniejszy wysiłek umysłowy, co zwiększa prawdopodobieństwo wystąpienia bólu głowy – tłumaczy dr Michael Rosenberg z Northwestern University. Zwykle każde oko widzi obiekty pod nieco innym kątem, co po przetworzeniu danych przez mózg daje wrażenie głębi. Iluzja, że widzi się film w trójwymiarze, jest uzyskiwana nieco inaczej, a różnica w kalibracji oczu z mózgiem sprawia, że jeśli czyjś narząd wzroku od początku słabiej radzi sobie z tym zadaniem, trzeba wzmóc wysiłki. Dr John Hagan, członek Amerykańskiej Akademii Oftalmologii, podkreśla, że pewne osoby, które mają problemy z mięśniami ocznymi, co wiąże się z tym, że gałki oczne nie są skierowane w tym samym kierunku, w ogóle nie widzą w trójwymiarze lub stanowi to dla nich spore wyzwanie. Specjaliści podkreślają, że nie ma badań, w ramach których sprawdzano by, jak częsty jest ból głowy po filmach 3D. Rick Heineman, rzecznik firmy RealD, dostarczającej sprzęt 3D do amerykańskich kin, podkreśla, że technologia nigdy nie przyjęła się właśnie głównie z powodu bólów głowy i mdłości. Na początku posługiwano się dwoma projektorami: jednym wyświetlającym obraz dla prawego i drugim dla lewego oka. Okulary 3D pozwalały każdej gałce widzieć przeznaczony dla niej obraz. Heineman wyjaśnia, że często u kinomanów pojawiał się ból głowy, bo projektory nie były dokładnie zsynchronizowane. Obecnie RealD wykorzystuje pojedynczy cyfrowy projektor, który 144 razy na sekundę przełącza się między obrazem dla lewego i prawego oka.
-
Inżynierowie z MIT-u odkryli, że za pomocą żółtozielonego światła można wyłączyć neurony z ogniska padaczkowego. Najpierw w komórkach tych należy jednak umieścić pewne białko. Efekt takiego zabiegu jest natychmiastowy i odwracalny. Odkrycia zespołu Edwarda Boydena pozwalają nie tylko na leczenie zaburzeń neurologicznych, ale także rzucają nieco – nomen omen - światła na rolę spełnianą przez różne typy neuronów w prawidłowych obwodach neuronalnych. Dzięki temu da się stwierdzić, co konkretnie ulega zakłóceniu i na czym polega usterka. Mamy nadzieję umożliwić stworzenie szerokiej platformy molekularnych narzędzi do kontrolowania aktywności mózgu. Oznacza to nowe narzędzia terapeutyczne, ale również nowe sposoby badania funkcjonowania mózgu – przekonuje Boyden. Po raz pierwszy Amerykanin zademonstrował użycie światła do zmniejszenia aktywności mózgu w 2007 roku. Próby prowadzono jednak na komórkach, a nie na żywych organizmach i dodatkowo wyciszenie nie było zbyt precyzyjne. Obecnie naukowcy z MIT-u wykorzystali inne białko o nazwie Arch. Silniej hamuje ono neurony, oddziałuje na większą część tkanki i może być pobudzane wielokrotnie, ponieważ w ciągu milisekund od aktywacji światłem powraca do stanu pierwotnego. Z białkiem Arch wyciszanie mózgu jest niesamowicie precyzyjne i cyfrowe. To drugie było bardziej jak gałka do skręcania i pogłaśniania dźwięku. Amerykanie odwołali się do podejścia zwanego optogenetyką. Najpierw, a to działka inżynierów genetycznych, należało sprawić, by w neuronach żywych myszy dochodziło do ekspresji białka Arch, które działa jak pompa protonowa – przeprowadza protony przez błonę komórkową, by zmienić napięcie komórki. Pompy protonowe są światłoczułe, dlatego pod wpływem pobudzenia żółtozielonym światłem usuwają protony z komórki. Wskutek tego dochodzi do spadku napięcia wewnątrz neuronu i zatrzymania wyładowywania się, czyli przesyłania informacji. Wcześniej badacze posługiwali się inną światłoczułą pompą – integralnym białkiem błonowym halorodopsyną. Zmienia ona napięcie komórki, wprowadzając do wnętrza jony chlorkowe. Wyniki ich jednak nie zadowoliły, dlatego szukali lepszej pompy chlorkowej wśród licznych bakterii, roślin i grzybów. Szybko okazało się, że żadna pompa chlorkowa nie zapewniała żądanego stopnia kontroli, ale u archeowców Halorubrum sodomense z Morza Martwego odkryto idealną pompę protonową Arch. Nowa pompa regeneruje się w ciągu milisekund. Zanim halorodopsyna nadawała się do ponownego użycia, mijały minuty. To daje szanse na szybkie porównywanie pracy poszczególnych rodzajów neuronów w różnych warunkach, np. przy wykonywaniu różnorakich zadań. Na potrzeby eksperymentu naukowcy z MIT-u wszczepiali do mózgów myszy zewnętrznie sterowane źródła światła. Były one bezprzewodowe, co znacznie ułatwiło obsługę. By ocenić bezpieczeństwo i potencjał metody w zakresie leczenia padaczki, przewlekłego bólu i zespołu stresu pourazowego, grupa Boydena prowadzi przedkliniczne testy z udziałem nieczłowiekowatych naczelnych. Pracownicy MIT-u odkryli również inne pompy protonowe, którą aktywuje się za pomocą światła niebieskiego bądź czerwonego. W przyszłości zamierzają wypróbować nowe narzędzia na obwodach związanych z poznaniem i emocjami oraz określić, czy są one skuteczne i niegroźne dla małp.
-
Pacjenci z depresją nie są w stanie podtrzymać aktywności w rejonach mózgu powiązanych z pozytywnymi emocjami. Wyniki najnowszych badań naukowców z University of Wisconsin-Madison przeczą temu, co zakładano dotąd: że u pacjentów chorych na depresję aktywność w obszarach pozytywnych uczuć jest przez cały czas mniejsza. Tymczasem wszystko wskazuje na to, iż na początku aktywność jest taka sama u ludzi chorych i zdrowych, lecz ci pierwsi nie są w stanie utrzymać jej na dłuższą metę. Anhedonia, niezdolność do doświadczania przyjemności w kontakcie z obiektami, które w zwykłych okolicznościach są nagradzające, stanowi kardynalny objaw depresji. Naukowcy myśleli, że anhedonia jest związana z ogólną redukcją aktywności w obszarach mózgu istotnych z punktu widzenia pozytywnych emocji i nagrody. W rzeczywistości odkryliśmy, że pacjenci z depresją wykazywali normalną aktywność na wczesnych etapach eksperymentu, jednak w miarę upływu czasu poziom tej aktywności ostro spadał. Badani z zaburzeniami nastroju, którzy lepiej radzili sobie z podtrzymywaniem działania wspomnianych obszarów, donosili o większym nasileniu pozytywnych emocji w codziennym życiu – wyjaśnia Aaron Heller. Profesor Richard Davidson podkreśla, że dla zdrowia psychicznego jednostki zdolność do podtrzymania, a nawet wzmocnienia pozytywnych uczuć jest krytyczna. W studium wzięło udział 27 chorych z depresją i 19 zdrowych osób. Wszystkim pokazywano obrazy mające wywołać pozytywne bądź negatywne emocje. Ochotników poinstruowano, by podczas przyglądania się im zastosowali strategie poznawcze, pozwalające zwiększyć, obniżyć lub podtrzymać reakcję emocjonalną. Zadanie polegało na wyobrażaniu sobie siebie w podobnej sytuacji. Amerykanie śledzili aktywność mózgu w wybranych rejonach, wykorzystując funkcjonalny rezonans magnetyczny (fMRI).
-
Naukowcy z Niemiec i Szwajcarii odkryli fizjologiczne mechanizmy mózgowe, które leżą u podłoża łamania obietnic. Wzorce aktywności pozwalały przewidzieć, czy ktoś dotrzyma danego słowa, czy nic mu z tego nie wyjdzie (Neuron). Obietnica lub przysięga pełnią ważną rolę w zachowaniu społecznym człowieka, sprzyjając współpracy, partnerstwu i zaufaniu. Nie mają mocy prawnej, ale są często wykorzystywane zarówno w codziennych kontaktach międzyludzkich, jak i w warunkach wymiany ekonomicznej. Dr Thomas Baumgartner i prof. Ernst Fehr z Uniwersytetu w Zurychu oraz Urs Fischbacher z Uniwersytetu w Konstancji badali ochotników w skanerze. W warunkach ich eksperymentu złamanie przysięgi prowadziło do korzyści finansowych dla wiarołomnych i kosztów w przypadku oszukanych. Okazało się, że niedotrzymaniu słowa towarzyszyła wzmożona aktywność obszarów mózgu odgrywających ważną rolę w przetwarzaniu emocji i kontroli. Naukowcy przypuszczają, że niesłowność uruchamia konflikt emocjonalny, który stanowi skutek stłumienia uczciwej reakcji. Choć w momencie składania przysięgi wszyscy badani zachowywali się tak samo (zaklinali się na wszystko, że dotrzymają słowa), przyszłych nieuczciwych już wtedy zdradzała często aktywność mózgu. Takie odkrycia pozwalają spekulować, że w odległej przyszłości pomiar aktywności mózgu będzie można wykorzystać nie tylko do ujęcia winnych, ale nawet w ramach działań prewencyjnych, jeszcze przed oszustwem czy przestępstwem innego rodzaju – całkiem jak w filmie "Raport mniejszości" – podsumowuje Baumgartner.
-
Dieta, na którą składają się mięso kurczaka, ryby i koktajle białkowe, może znacznie poprawić stan osób z urazami mózgu (Proceedings of the National Academy of Sciences). Akiva Cohen z Uniwersytetu Pensylwanii doprowadzał do uszkodzeń mózgu u myszy, wstrzykując ciecz przez wydrążony w czaszce otwór. Po tygodniu, w porównaniu do zwierząt kontrolnych, gryzonie te miały znacznie niższy poziom 3 aminokwasów o rozgałęzionych łańcuchach (ang. branched-chain amino acids, BCAAs): leucyny, izoleucyny i waliny. BCAA są aminokwasami egzogennymi, muszą więc być dostarczane z pożywieniem. Szczególnie leucyna może bezpośrednio pobudzać syntezę białek. W dalszej części eksperymentu Amerykanie podawali innej grupie myszy z urazami mózgu albo czystą wodę, albo wodę wzbogaconą aminokwasami o rozgałęzionych łańcuchach. Po 5 dniach osobniki pojone H2O z dodatkami miały prawidłowy poziom BCAA i wypadały lepiej w zadaniach na uczenie. Członkowie zespołu Cohena są przekonani, że udało im się rozwikłać tajemnicę, na czym polega cudowne działanie BCAA. W hipokampie osoby po urazie mózgu zostaje zaburzona delikatna równowaga między neuronalnym pobudzeniem a hamowaniem. Aminokwasy o rozgałęzionych łańcuchach mogą pomagać w jej przywróceniu, gdyż sprzyjają wytwarzaniu większych ilości neuroprzekaźników. Amerykanie zamierzają sprawdzić, jak BCAA wpływają na inne rejony mózgu. Mają też nadzieję, że już wkrótce rozpoczną się testy kliniczne z udziałem ludzi. W zeszłym roku włoscy biochemicy, pracujący pod przewodnictwem Simony Viglio z Uniwersytetu w Pawii, odkryli, że gdy pacjentom w stanie minimalnej świadomości podano dożylnie BCAA, poprawiły się ich umiejętności związane z jedzeniem czy załatwianiem potrzeb fizjologicznych. Wygląda więc na to, że nauka zyskuje coraz więcej dowodów wskazujących na ważną rolę regenerującą aminokwasów rozgałęzionych.
-
Dieta bogata w wysokie dawki nienasyconych kwasów tłuszczowych oraz przeciwutleniaczy z grupy polifenoli może stymulować powstawanie nowych neuronów w mózgu - udowodnił zespół prof. Mercedes Unzety z Uniwersytetu Autonomicznego w Barcelonie. Niewykluczone, że badany sposób odżywiania może także blokować lub spowalniać rozwój choroby Alzheimera. Naukowcy z Katalonii testowali na myszach działanie mieszanki zawierającej m.in. suszone owoce i orzechy, błonnik oraz oleje roślinne bogate w nienasycone kwasy tłuszczowe. Pokarm stworzono zgodnie z zasadami LMN - opatentowanej diety stworzonej w oparciu o doniesienia naukowe dotyczące wpływu żywności na zdrowie i długość życia. Z opublikowanych dotychczas danych wynika, że stosowanie LMN pozwala m.in. na obniżenie poziomu cholesterolu we krwi oraz ciśnienia tętniczego. Ponieważ zawyżenie obu tych parametrów wiąże się ze wzrostem ryzyka choroby Alzheimera, badacze postanowili sprawdzić, czy odpowiednia forma odżywiania może zmniejszyć prawdopodobieństwo zapadnięcia na to schorzenie. Autorzy studium chcieli także sprawdzić, czy można w ten sposób pobudzić neurogenezę, czyli powstawanie nowych neuronów, u dorosłych myszy. Do przeprowadzenia eksperymentu wykorzystano dwie grupy myszy. Zwierzęta z pierwszej z nich karmiono zgodnie z zasadami LMN, z drugiej zaś - typową karmą, zapewniającą realizację zapotrzebowania na najważniejsze składniki odżywcze. Po trwającym 40 dni (odpowiednik 5 lat życia u ludzi) doświadczeniu ciała zwierząt analizowano w poszukiwaniu komórek macierzystych oraz nowych dojrzałych neuronów w poszczególnych częściach mózgu. Jak wykazała analiza mysich mózgów, zwierzęta karmione zgodnie z opatentowaną formułą wytwarzały znacznie więcej komórek macierzystych oraz młodych dojrzałych neuronów hipokampu oraz opuszki węchowej. Co więcej, myszy karmione zgodnie z zasadami LMN znacznie lepiej radziły sobie z uszkodzeniami wywołanymi przez nadmiar wolnych rodników tlenowych oraz wszczepianie amyloidu beta - białka, którego złogi są bezpośrednią przyczyną objawów choroby Alzheimera. Wyniki przeprowadzonych badań nie pozostawiają złudzeń, że stosowanie diety bogatej w przeciwutleniacze i nienasycone kwasy tłuszczowe może poprawić funkcjonowanie układu nerwowego. Oryginalna receptura diety LMN jest co prawda chroniona patentem, lecz należące do niej produkty są przecież łatwo dostępne, więc nic nie stoi na przeszkodzie, by zwiększyć ich udział w diecie. Na zdrowie!
-
Naukowcy z University of Buffalo testują hipotezę włoskiego badacza doktora Paola Zamboniego, że 90% przypadków stwardnienia rozsianego (łac. sclerosis multiplex, SM) to skutek zwężenia naczyń krwionośnych mózgu. Wg niego, widać je na skanach. Pracownik Uniwersytetu w Ferrarze przeprowadził już w kilku przypadkach przypominające angioplastykę operacje usunięcia zatorów. Ponoć zniknęła po nich większość objawów choroby. Amerykanie chcą powtórzyć jego wcześniejsze badania. W ten sposób zamierzają potwierdzić lub obalić naukowe podstawy tej metody terapii. Członkowie zespołu doktora Roberta Zivadinova planują zebrać grupę 1100 pacjentów ze stwardnieniem rozsianym i 600-osobową grupę kontrolną, składającą się z ludzi zdrowych lub mających schorzenia neurologiczne inne niż SM. Za pomocą USG dopplerowskiego będą skanować ochotników, poszukując ewentualnych przewężeń naczyń szyi i śródczaszkowych. Jeśli uda się potwierdzić teorię chronicznej mózgowo-rdzeniowej niewydolności naczyniowej Zamboniego, rozumienie stwardnienia rozsianego zmieni się radykalnie. Teraz największy nacisk kładzie się bowiem na nieprawidłową reakcję immunologiczną. Włoch twierdzi, że zatory są raczej przyczyną, a nie skutkiem SM. Pozwalają one, by żelazo z krwi przenikało do tkanki mózgu i uszkadzało ją. Na razie minęło 10 miesięcy. Jeśli nic się nie stanie w ciągu następnych 2-3 lat, będzie można powiedzieć, że metoda działa – uważa Kevin Lipp, Amerykanin, który po zoperowaniu przez Zamboniego nie ma jak dotąd żadnych symptomów SM.