Znajdź zawartość
Wyświetlanie wyników dla tagów 'mózg' .
Znaleziono 419 wyników
-
Ludzie ze zdiagnozowaną psychopatią mają podobne problemy z okazywaniem empatii, jak ludzie po urazach okolic czołowych głowy. Nasze badania pokazały, że ludzie z objawami psychopatii zachowują się, jakby cierpieli na uraz czołowy mózgu – twierdzi dr Simone Shamay-Tsoory z Uniwersytetu w Hajfie, główna autorka studium. Psychopatia to zaburzenie osobowości, które przejawia się skrajnie aspołecznym zachowaniem, celowym krzywdzeniem innych oraz brakiem współczucia i empatii. Jedna z teorii wyjaśniających takie zachowanie odwołuje się do nieumiejętności stwierdzenia istnienia czyichś emocji. Trudno jednak nie zauważyć, że wielu psychopatów podejmuje złożone działania mające na celu wyrządzenie komuś krzywdy. Wskazuje to na zrozumienie mentalnych cech i stanów innych osób. W ramach wcześniejszych badań dr Shamay-Tsoory analizowała funkcjonowanie pacjentów z urazem płatów czołowych. Zademonstrowała, że mają oni problemy z okazywaniem empatii. Skojarzyło jej się to z deficytami emocjonalnymi psychopatii, dlatego postanowiła sprawdzić, czy podobieństwo jest przypadkowe, czy też obserwacje mają jakieś podstawy naukowe. W najnowszym studium porównano 17 osób ze zdiagnozowaną przez psychiatrów psychopatią (bez znanego urazu mózgu) z 25 pacjentami po przebytym urazie płatów czołowych. Wszyscy badani wzięli udział w komputerowym teście, oceniającym zdolność rozpoznawania cudzych emocji i okazywania empatii. Testowano też zdolność rozumienia rozumowania innych ludzi. Okazało się, że w obu grupach eksperymentalnych występowały podobne trudności ze współodczuwaniem. W dwóch grupach kontrolnych bez zaburzeń psychicznych i urazów mózgu występowała normalna zdolność do okazywania empatii. Stwierdzenie, że zachowanie psychopatyczne przypomina działania osoby z uszkodzeniem mózgu może prowadzić do wniosku, że w obu przypadkach powinny się sprawić podobne formy terapii – podsumowuje Shamay-Tsoory.
-
Neurolodzy ze Stanford University stworzyli endoskop, który pozwala na wielomiesięczne monitorowanie wybranego obszaru w mózgu. Dzięki temu możliwe będzie np. śledzenie na bieżąco zmian zachodzących w mózgach mysich modeli cierpiących na choroby neurodegeneracyjne. Tradycyjna mikroskopia pozwala zajrzeć w głąb mózgu jedynie na odległość 700 mikronów. Co prawda ostatnie osiągnięcia na polu mikrooptyki umożliwiały na krótkie zerknięcie w głębsze struktury żywych tkanek, jednak po pierwsze niemal niemożliwe jest ponowne trafienie w dokładnie to samo miejsce, po drugie zaś - istnieje duże ryzyko uszkodzenia lub zainfekowania tkanki. Nowa technika zakłada wykorzystanie niewielkich (czterokrotnie węższych od ziarna ryżu) szklanych rurek, które umieszcza się głęboko w mózgu myszy. Po ich zastosowaniu tkanka nie ma kontaktu ze światem zewnętrznym, nie ma więc ryzyka infekcji. Aby monitorować mózg, wystarczy w rurkach umieścić mikroendoskop. Rurki pozwalają na powrót endoskopem w dokładnie te same miejsca. Dzięki temu możliwe jest np. obserwowanie wzrostu czy zanikania tkanki lub też wpływu eksperymentów na jej rozwój. Już podczas testowania nowej techniki zauważono ważny proces. Okazało się, że pewne oznaki rozwoju glejaka, o których wcześniej sądzono, iż występują jedynie w pobliżu powierzchni, pojawiają się w głębokich strukturach mózgu. Profesor neurologii Lawrence Recht mówi, że stopień złośliwości glejaka zależy od lokalizacji guza. Najbardziej agresywne tworzą się głęboko - stwierdza uczony. Obecnie nie wiadomo, dlaczego tak się dzieje, a nowa technika, jak ma nadzieję naukowiec, może pozwolić na zrozumienie tego mechanizmu. Autorami wynalazku są uczeni pracujący pod kierunkiem Marka Schnitzera - Robert Barretto, Tony Ko i Juergen Jung.
-
Biologiczny defekt w przepływie krwi przez mózg, a nie przyczyny natury psychologicznej mogą odpowiadać za prowadzącą do przestępstwa psychopatię. Naukowcy z Instytutu Psychiatrii Królewskiego College'u Londyńskiego monitorowali reakcje emocjonalne 6 mężczyzn, którzy dopuścili się powtarzających się przestępstw, takich jak kilkakrotne usiłowanie morderstwa, gwałt z duszeniem oraz poważne uszkodzenie ciała. Wszyscy uzyskali wysoki wynik w skali mierzącej psychopatię. Wcześniej nie mogliśmy się bezpośrednio przyjrzeć mózgowi, ale teraz odkryliśmy, że kiedy psychopatom pokazywano twarze przerażonych osób (wskaźniki odczuwanego przez nie dyskomfortu), przepływ krwi przez mózg nie zwiększał się, lecz obniżał — powiedział Reuterowi profesor psychiatrii Declan Murphy. Lekarz dodał, że psychopaci mogą nie hamować swoich ataków, gdyż nauczyli się tłumić odpowiedź mózgu na sygnały dystresu u innych ludzi. Rezultaty badań Brytyjczyków opublikowano w piątkowym (1 grudnia) wydaniu British Journal of Psychiatry. Skany mózgów psychopatów porównywano z obrazami uzyskanymi od 9 zdrowych wolontariuszy, którym także pokazywano zdjęcia przestraszonych, szczęśliwych i neutralnie usposobionych osób. Tom Fahy, współautor badania, uważa, że psychopatia może być dziedziczna lub być skutkiem dzieciństwa naznaczonego frustracją i zaniedbaniem. Według niego, odkrycia jego zespołu przyczynią się do powstania nowych metod terapii oraz identyfikacji osób z grupy wysokiego ryzyka recydywy. Wielu psychopatów słabo reaguje na leczenie, ale nie przyznaje się do tego. Markery biologiczne pozwolą lepiej ocenić rzeczywiste efekty terapii.
-
Rozmiary określonych rejonów kobiecego mózgu wahają się w czasie cyklu miesiączkowego. W przygotowaniu na owulację powiększają się one nawet o 2%. Mózg pań, które zażywają pigułki antykoncepcyjne, podlega innym zmianom. Zespół Belindy Pletzer z Uniwersytetu w Salzburgu posłużył się morfometrią bazującą na wokselach (ang. voxel-based morphometry, VBM). Dzięki temu uzyskał trójwymiarową mapę objętości istoty szarej. W eksperymencie wzięło udział 14 mężczyzn, 14 kobiet niekorzystających z pigułek hormonalnych i 14 pań, które je zażywały. Te ostatnie były skanowane dwa razy: raz we wczesnej fazie folikularnej, a więc przed jajeczkowaniem, i drugi w połowie fazy lutealnej, która trwa do krwawienia miesiączkowego. Okazało się, że w porównaniu do kobiet, u mężczyzn większe były 3 zakręty - hipokampa, przyhipokampowy i wrzecionowaty - a także ciało migdałowate oraz jądra podstawy. U pań więcej istoty szarej znaleziono zaś w korze przedczołowej oraz w zakrętach zaśrodkowm i przedśrodkowym. Efekty zależne od płci były modulowane przez fazy cyklu miesięcznego oraz antykoncepcję hormonalną. W porównaniu do fazy lutealnej, objętość istoty szarej prawych zakrętów wrzecionowatego i przyhipokampowego była w fazie folikularnej większa. Są to rejony zaangażowane w lokalizację przestrzenną i rozpoznawanie twarzy, Austriacy spekulują więc, że zbliżając się do najbardziej płodnego okresu cyklu, panie stają się wyczulone na najbardziej atrakcyjnego partnera. Trwa to bardzo krótko, bo wzrastający po owulacji poziom progesteronu z powrotem obkurcza wymienione zakręty. W zestawieniu z kobietami niezażywającymi pigułek, panie korzystające z tej formy antykoncepcji miały większe zakręty za- i przedśrodkowy, przyhipokampowy, wrzecionowaty, a także okolice skroniowe i przedczołowe. Pletzer wspomina też o móżdżku. Pigułka może akcentować typowo kobiece zachowania, takie jak doskonałe zdolności językowe i pamięciowe.
-
Intensywna miłość może przetrwać długie lata. Badanie aktywności mózgowej pokazało bowiem, że w przypadku długoterminowej miłości jest ona podobna do tej odnotowywanej u osób, które dopiero się zakochały. Doktorzy Bianca Acevedo i Arthur Aron z Wydziału Psychologii Stony Brook University porównywali zakochanych ludzi, którzy są od dawna zamężni/żonaci, ze świeżo ugodzonymi strzałą Amora. U obu rodzajów par odkryli bardzo podobną aktywność mózgu w obszarach związanych z nagrodą, motywacją i chęcią działania na rzecz związku. Studium, którego wyniki ukazały się właśnie w internetowym wydaniu Social Cognitive and Affective Neuroscience, jako pierwsze dotyczyło tzw. korelatów neuronalnych długoterminowej miłości romantycznej. Wszyscy naukowcy mają nadzieję, że pomoże ono odpowiedzieć na pytanie, czemu pewne pary pozostają zakochane. Za pomocą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI) Amerykanie badali 10 kobiet i 7 mężczyzn, którzy twierdzili, że po średnio 21 latach małżeństwa są nadal intensywnie zakochani w swoim partnerze/partnerce. Ochotnikom pokazywano zdjęcia twarzy ukochanej osoby oraz fotografie kontrolne: bliskiego przyjaciela, dobrego znajomego i kogoś mało znanego. Obrazy uzyskane za pomocą fMRI porównywano ze zdjęciami z eksperymentu z 2005 r., kiedy metodę tę wykorzystano do zbadania 10 kobiet i 7 mężczyzn, którzy się zakochali w ciągu poprzedniego roku. Znaleźliśmy wiele oczywistych podobieństw – twierdzi Aron, odwołując się do kluczowych regionów związanych z nagrodą i motywacją, głównie do fragmentów obfitującego w dopaminę pola brzusznego nakrywki (pola Tsaia; ang. ventral tegmental area, VTA). W ostatnim studium VTA wykazywało silniejszą reakcję na fotografie długoterminowego partnera niż na zdjęcia bliskiego przyjaciela czy jakiekolwiek inne. Co ciekawe, te same regiony VTA były bardziej aktywne u tych pozostających od dawna w związku osób, które w kwestionariuszach uzyskały dużo punktów w skalach miłości romantycznej i bliskości – podkreśla dr Acevedo. Większa bliskość była związana z aktywnością wskazującą na nagrodę i motywację (VTA i istota czarna) oraz świadomość innych ludzi, np. ich emocji (środkowa wyspa oraz przedni zakręt obręczy). Długość związku miała wiele wspólnego z aktywnością brzusznego i grzbietowego prążkowia; podobnie zresztą jak u osób tęskniących za zmarłym ukochanym lub doświadczających kokainowego haju (stąd porównania więzi z ludźmi do uzależnień). Częstotliwość kontaktów seksualnych była pozytywnie skorelowana z aktywnością tylnego hipokampa, obszaru powiązanego w ramach wcześniejszych badań z głodem i zachciankami oraz obsesyjnością na punkcie partnera/partnerki na początkowych etapach miłości.
-
Ptaki są jedynymi zwierzętami poza ssakami, u których rejony mózgu szczególnie aktywne podczas czuwania śpią później głębiej. Naukowcy z Instytutu Ornitologii Maxa Plancka w Seewiesen nie pozwalali gołębiom na popołudniową drzemkę, wyświetlając im filmy z serii Davida Attenborough Życie ptaków. Podczas 8-godzinnej sesji kinowej jedno oko zwierzęcia zasłaniano, a drugie nakierowywano na ekran. Gdy ptak zasypiał, delikatnie go poszturchiwano. W nocy obserwowano głębszy sen w częściach mózgu związanych ze stymulowanym okiem, w porównaniu do analogicznego regionu drugiej półkuli. Jak można się domyślić, w przypadku obszarów niewzrokowych nie odnotowano podobnej asymetrii snu. Skąd takie zjawisko u ptaków? Poza ssakami, są one jedynymi zwierzętami, których sen jest podzielony na sen wolnofalowy, spokojny (oznaczany jako SWS, od ang. slow wave sleep, lub NREM, od ang. non-REM sleep) oraz sen paradoksalny, aktywny, oznaczany jako PS (od ang. paradoxical sleep) lub REM (od ang. rapid eye movements sleep). W czasie SWS mózg generuje silne sygnały elektryczne, widoczne w zapisie EEG jako fale o wysokiej amplitudzie i niskiej częstotliwości. U ssaków intensywność snu SWS spada lub wzrasta jako funkcja czasu spędzonego wcześniej, odpowiednio, na czuwaniu lub śnie. Teraz po raz pierwszy Niemcy wykazali istnienie analogicznego efektu również u ptaków. W sytuacji pozbawienia snu gołębie spały mocniej. U ptaków obserwowaliśmy ssakopodobny "miejscowy sen". Najprawdopodobniej więc główną funkcją snu wolnofalowego jest regeneracja mózgu – podsumowuje John Lesku, główny autor studium.
-
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.
-
Wiek, w którym uznaje się człowieka za dorosłego zawsze różnił się w zależności od kultury i epoki. Współcześnie w większości za dojrzałych uznaje się osiemnastolatków, choć dla niektórych czynności: prowadzenia samochodu, zawierania związków ten wiek może być inny. Również naukowcy generalnie uważali, że nasz mózg ewoluuje jedynie do okresu pokwitania i na tym jego rozwój się w zasadzie kończy. Jak się okazuje - nie mieli racji. Pierwszą jaskółką zmian były badania, które dowodziły, że dopiero w wieku dwudziestu kilku lat człowiek w pełni rozumie konsekwencje swoich czynów - co wiąże się na przykład z nadmierną brawurą młodych kierowców. Tymczasem Sarah-Jayne Blakemore, neurolog z Institute of Cognitive Neuroscience (Instytutu Neurologii Poznawczej) na University College London uważa, że ludzki mózg nie osiąga pełnej dojrzałości wcześniej niż po trzydziestce, a nawet czterdziestce. Najszybszy i najważniejszy rozwój odbywa się rzeczywiście w dzieciństwie i wczesnej młodości, ale niektóre obszary mózgu potrzebują o wiele więcej czasu na osiągnięcie „pełni dorosłości". Należy do nich kora przedczołowa, jedna z najważniejszych części mózgu, odpowiadająca za wyższe funkcje poznawcze: planowanie, przewidywanie rozwoju wypadków, podejmowanie decyzji. Do niej należą zachowania socjalne, społeczne: empatia, współdziałanie z ludźmi; tutaj także „mieszczą się" cechy naszego charakteru. Naukowcy uważają wręcz, że to właśnie silny rozwój tego obszaru czyni nas takimi istotami, jakimi jesteśmy, czyli ludźmi. Kora przedczołowa rzeczywiście rozwija się najintensywniej u małych dzieci, ulega później reorganizacji podczas dorastania, ale na tym nie koniec: zmienia się jeszcze i rozwija długo potem, bo jeszcze przez dziesięć do dwudziesty lat. Odkrycie to może wyjaśniać niektóre niedojrzałe zachowania osób z pozoru dorosłych, czy późną socjalizację u innych.
-
Rekonstruując mózgi wymarłych ptaków, ornitolodzy mają nadzieję rzucić nieco światła na początki zdolności latania. Wszystko wskazuje na to, że ptaki wyewoluowały z dinozaurów ok. 150 mln lat temu, ale nadal nie wiadomo, w którym momencie zdobyły przestworza. Naukowcy ze Szkockiego Muzeum Narodowego koncentrują się na kłaczku móżdżku, integrującym podczas lotu sygnały wzrokowe i pochodzące ze zmysłu równowagi. Dzięki tej strukturze ptak potrafi ocenić pozycję innych obiektów (latających i nielatających). Mamy nadzieję, że uda nam się ustalić, jak wyewoluował kłaczek, który pozwala sobie poradzić z rozmaitymi wymogami lotu. To zapewni nam informacje, kiedy ptaki mogły nabyć zdolność latania [i pozwoli odróżnić ptakopodobne dinozaury od ptaków, które zatraciły zdolność lotu] – tłumaczy Stig Walsh. We współpracy z kolegami z University of Abertay Dundee muzealnicy skanują skamieniałości kilku wymarłych gatunków, a także ok. 100 współczesnych ptaków. W odróżnieniu od skanerów medycznych, które wykonują serię zdjęć przekrojowych obiektu z pojedynczą warstwą o grubości 1,5 mm, skaner 3D z Abertay University ma dokładność do 6 mikronów – podkreśla Walsh. W przypadku współczesnych ptaków biolodzy są zainteresowani blisko spokrewnionymi gatunkami, wśród których są zarówno ptaki latające, jak i nieloty. W ten sposób powinno się udać ustalić, czy wraz z utratą zdolności lotu kłaczek staje się mniejszy. Poza tym naukowcy skupiają się na niezwykle szybkich lotnikach sokołach wędrownych, obdarzonych zdolnościami akrobatycznymi jerzykowatych i jaskółkach oknówkach czy latających do tyłu kolibrach. Szkocki zespół analizuje różne gatunki wymarłych ptaków. Niektóre z nich, np. dodo, występowały jeszcze całkiem niedawno, inne żyły wiele milionów lat temu: 3 gatunki pochodzą z iprezu (czyli sprzed ok. 55 mln lat), jeden nielot morski zasiedlał Ziemię w kredzie mniej więcej 100 mln lat temu, a archeopteryks ok. 145-150 mln lat temu. Warto podkreślić, że trudno o niezdeformowane skamieniałości ptaków, ponieważ większość została spłaszczona przez zalegające na nich osady. Projekt poszukiwania związków między wielkością kłaczka a zaawansowaniem zdolności koordynowania w czasie lotu bodźców wzrokowo-równoważnych ma się zakończyć na początku 2012 roku.
-
Można sobie wyobrazić zdumienie naukowców, którzy zajmując się poważnym zadaniem (badaniem sieci naczyń krwionośnych w obrębie hipokampa), nagle ujrzeli sugestywny wizerunek czerwononosego renifera Rudolfa, uznawanego w tradycji niektórych krajów za pomocnika świętego Mikołaja. Podobieństwo było uderzające. Na głowie z wyraźnie zaznaczonym okiem pyszniły się oszronione rogi. Zwierzę miało też komplet nóg, a nawet ogon. Czerwony nos powstał przez przypadek podczas znakowania zdjęcia. Doktorzy Claudia Racca i David Cox z Newcastle University analizowali skrawek tkanki. Gdy zauważyli znajomy kształt, prześwietlili zdjęcie, przez co wiele szczegółów jeszcze bardziej się uwypukliło. Z naukowego punktu widzenia nie ma to, oczywiście, wielkiego znaczenia, ale bez wątpienia cieszy oko - podsumowuje Racca.
-
W przyszłym roku w Australii rozpoczną się testy na ludziach nowego urządzenia, które ma blokować sygnały nerwowe u osób cierpiących na chroniczny ból. Implantable Neuro Sensing and Stimulation (INS2) to wynik kilkuletniej pracy 10-osobowego zespołu specjalistów, który jest finansowany przez największą australijską organizację badawczą NICTA. Główny technolog NICTA, doktor John Parker, przypomina, że istnieją już urządzenia blokujące ból, jednak są one wielkości pudełka zapałek. Australijskie urządzenie jest wielkości główki zapałki, dzięki czemu można je wszyć bardzo blisko rdzenia kręgowego lub konkretnego nerwu. Implant zawiera jeden lub dwa układy scalone zamontowane w polimerowym pojemniku szerokości 1,22 milimetra. Pojemnik wyposażono w przewody elektryczne. Całość wszywa się obok docelowego nerwu i łączy z nim. Urządzenie jest zasilane przez niewielką baterię, którą doładowuje się bezprzewodowo, zatem na zewnątrz ciała nic nie wystaje. Urządzenie na bieżąco monitoruje pracę nerwu i blokuje sygnały bólowe zanim dotrą one do mózgu. Można je dostosowywać do blokowania różnych poziomów bólu. NICTA nie wyklucza, że urządzenie będzie można też wykorzystywać do kontrolowania napadów epilepsji czy drżenia powodowanego przez chorobę Parkinsona.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
Spadek stężenia kwasu kynureninowego (KYNA) w mózgu myszy poprawia funkcjonowanie poznawcze. Zespół doktora Roberta Schwarcza ze Szkoły Medycznej University of Maryland uważa, że udało mu się wpaść na trop nowej metody wspomagania pamięci i leczenia chorób neurodegeneracyjnych. Sądzimy, że interwencje wycelowane w obniżenie poziomu kwasu kynureninowego w mózgu są obiecującą strategią poprawiania funkcjonowania poznawczego zarówno u osób zdrowych, jak i pacjentów z różnymi chorobami mózgu, od schizofrenii poczynając, a na alzheimerze kończąc – twierdzi Schwarcz. Kwas kynureninowy odkryto przed ok. 150 laty w moczu psów, co wyjaśnia, skąd pochodzi jego nazwa. Jest to związek organiczny, który powstaje w enzymatycznym szlaku przemian aminokwasu L-tryptofanu. W mózgu jest syntetyzowany właściwie wyłącznie w astrocytach z kynureniny będącej produktem przemiany tryptofanu. W ramach najnowszego studium Amerykanie badali myszy zmodyfikowane genetycznie w taki sposób, by w ich mózgach poziom kwasu kynureninowego był o ponad 70% niższy niż w mózgu przeciętnego gryzonia. Okazało się, że zwierzęta te wypadały znacznie lepiej od pobratymców w kilku testach stosowanych do oceny działania hipokampa – ośrodka odpowiadającego za pamięć i nawigację przestrzenną. Myszy sprawniej badały i rozpoznawały obiekty, zapamiętywały nieprzyjemne doświadczenia i szybciej pokonywały labirynty. Stwierdzono u nich także zwiększoną plastyczność hipokampa, co oznacza poprawę zdolności przekształcania sygnałów elektrycznych w długotrwałe wspomnienia. Wyniki są ekscytujące, ponieważ zwiastują początek zupełnie nowego sposobu myślenia o tworzeniu się i przywoływaniu wspomnień. Kwas kynureninowy znamy od ponad 150 lat, ale dopiero teraz rozpoznaliśmy w nim głównego gracza w jednej z fundamentalnych funkcji mózgu. Nasze ostatnie prace, na razie nieopublikowane, pokazują, że nowe związki chemiczne oddziałujące specyficznie na produkcję kwasu kynureninowego w mózgu w przewidywalny sposób wpływają na poznanie. Obecnie pracujemy nad podobnymi wspomagaczami dla ludzi.
-
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.
