Znajdź zawartość

Uzależnienie od Internetu (ang. Internet addiction disorder, IAD) staje się coraz bardziej rozpowszechnionym zjawiskiem. Dotąd badano je głównie za pomocą kwestionariuszy psychologicznych, ale Hao Lei i jego zespół z Chińskiej Akademii Nauk posłużyli się jednym z rodzajów rezonansu magnetycznego - obrazowaniem tensora dyfuzji, które mierzy dyfuzję cząsteczek wody w tkance - stwierdzając, że IAD charakteryzuje się zmianą organizacji istoty białej mózgowia, a dokładnie połączeń między rejonami odpowiadającymi za generowanie i przetwarzanie emocji, uwagę wykonawczą, podejmowanie decyzji oraz kontrolę poznawczą. Po przebadaniu grupy 17 młodych ludzi z uzależnieniem od Internetu Chińczycy sądzą, że pod względem mechanizmów psychologicznych i neurologicznych przypomina ono inne typy uzależnień i zaburzeń kontroli impulsów. Ponieważ w studium uwzględniono 16-osobową grupę kontrolną, naukowcy byli w stanie porównać wartości anizotropii frakcjonowanej (ang. fractional anisotropy, FA) w obrębie całego mózgu. FA może osiągać wartości od 0 do 1, gdzie 0 oznacza strukturę izotropową, czyli wykazującą we wszystkich kierunkach te same właściwości fizyczne, a 1 strukturę anizotropową (z różnymi właściwościami fizycznymi), gdzie dyfuzja cząsteczek wody może zachodzić tylko w jednym kierunku. Wskutek stopnia organizacji zwykle istota biała ma wysoką wartość FA. Analiza woksel po wokselu ujawniła, że w mózgach nastolatków z uzależnieniem od Internetu FA było znacząco niższe m.in. w obrębie istoty białej okolic okołooczodołowych, ciała modzelowatego (zwykle to tutaj występują najwyższe wartości FA) czy włókien obręczy. Nie stwierdzono obszarów z FA wyższym niż w grupie kontrolnej. Chińczycy podkreślają, że dla IAD typowe jest zmniejszenie wartości FA w głównych pasmach istoty białej. Wg nich, nowe metody terapii uzależnienia od Internetu mogłyby obrać na cel właśnie integralność substancji białej.

Ludzki mózg nie przestaje się rozwijać w okresie dojrzewania. Niektóre obwody mózgowe rozwijają się jeszcze w trzeciej dekadzie życia (Journal of Neuroscience). To pierwsze długoterminowe studium, […] które pokazało, że we wczesnej dorosłości substancja biała nadal przechodzi zmiany strukturalne. Istota biała tworzy w mózgu obwody; łączy różne obszary, by ułatwić przebieg procesów poznawczych. [Wygląda więc na to, że] połączenia wzmacniają się w miarę upływu wczesnej dorosłości – podkreśla Catherine Lebel, która w czasie badań była doktorantką na University of Alberta. Christian Beaulieu i Lebel przeprowadzili eksperyment na 103 zdrowych osobach w wieku od 5 do 32 lat. Kanadyjczycy wykorzystali rezonans magnetyczny. Każdy był skanowany co najmniej 2-krotnie. W sumie przeprowadzono 221 badań obrazowych. Okazało się, że w mózgach młodych dorosłych nadal rozwijały się połączenia w obrębie płata czołowego, które odpowiadają za uwagę, hamowanie i wyższe procesy poznawcze, np. myślenie abstrakcyjne czy autorefleksję. Naukowcy spekulują, że zjawisko to można wyjaśnić bogactwem doświadczeń w tym okresie: uzyskaniem niezależności, rozpoczęciem kariery zawodowej, nawiązaniem nowych relacji społecznych, w tym rodzinnych. Co ważne, oglądając zdjęcia, Kanadyjczycy stwierdzili, że substancja biała kilku szlaków nerwowych straciła u części osób na spójności, co wiąże się z degradacją mózgu. Wg Beaulieu i Lebel, zagadnienie to należy dogłębniej zbadać, by dokładniej określić związek między budową mózgu a zaburzeniami psychiatrycznymi, które zwykle rozwijają się właśnie w okresie dojrzewania i wczesnej dorosłości. […] Nasuwa to skojarzenie, że pewne włókna nerwowe zaczynają się degenerować za wcześnie […]. Może być też tak, że to tylko jeden z czynników zwiększających osobniczą podatność na rozwój tych zaburzeń - wyjaśnia Beaulieu.

Testy psychologiczne i badania obrazowe ujawniły, że mózgi pilotów myśliwców są wrażliwsze od mózgów osób o podobnym ilorazie inteligencji. Pozwala im to na dokładniejsze monitorowanie otoczenia i szybsze reagowanie (Journal of Neuroscience). W testach naukowców z Uniwersyteckiego College'u Londyńskiego uczestniczyło 11 pilotów RAF-u, którzy na co dzień latają na myśliwcach Panavia Tornado, oraz grupa kontrolna o dopasowanym IQ oraz wieku, ale bez doświadczenia w pilotażu. Wszyscy wykonywali dwa zadania oceniające kontrolę poznawczą, czyli zdolność organizowania aktywności umysłowej, traktowaną jako wskaźnik umiejętności szybkiego podejmowania decyzji. Każdy badany przechodził też obrazowanie tensora dyfuzji (ang. Diffusion tensor imaging, DTI). Miało ono ukazać budowę połączeń między regionami odpowiadającymi za kontrolę poznawczą. Ustalono, że u pilotów kontrola poznawcza była lepiej rozwinięta, co przejawiało się większą dokładnością, mimo że okazali się oni wrażliwsi na nieistotne, rozpraszające informacje. Poza tym DTI ujawniło międzygrupowe różnice w mikrostrukturze istoty białej w prawej półkuli mózgu. Byliśmy zainteresowani pilotami, ponieważ często działają oni na granicy ludzkiej wydolności poznawczej – są grupą ekspertów, jeśli chodzi o błyskawiczne podejmowanie precyzyjnych decyzji. Nasze odkrycia pokazują, że za optymalną kontrolą poznawczą stoją wzmocnione reakcje zarówno na istotne, jak i na nieistotne bodźce i że towarzyszą temu strukturalne zmiany w mózgu - opowiada prof. Masud Husain. Naukowiec tłumaczy, że najistotniejsze jest nie tyle wprowadzanie zwykłych rozróżnień między pilotami a resztą ludzkości, ale stwierdzenie, że z mistrzostwem w jakiejś dziedzinie wiążą się zmiany w połączeniach między obszarami mózgu. Nie chodzi o to, że kluczowe regiony są większe, ale że połączenia między nimi są inne. Czy ludzie rodzą się tacy, czy to wypracowują, obecnie nie wiadomo. Podczas eksperymentu przeprowadzanego na UCL oceniano wpływ rozpraszających informacji oraz zdolność do aktualizowania planu działania w obecności sprzecznych danych wzrokowych. W pierwszym zadaniu ochotnicy mieli naciskać prawą lub lewą strzałkę, reagując na kierunek strzałki na wprost nich, którą dla utrudnienia otaczały rozpraszające strzałki wycelowane w innych kierunkach. W drugim mieli reagować najszybciej, jak to tylko możliwe, na sygnał start, ale kazano im zmienić plan, zanim nawet zdążyli zadziałać. Wyniki pierwszego zadania pokazały, że piloci byli dokładniejsi od niepilotów, choć różnice w czasie reakcji nie były istotne statystycznie. W drugim zadaniu nie natrafiono na istotne różnice, co może sugerować, że biegłość w kontroli poznawczej wiąże się ze ścisłą specjalizacją i dotyczy konkretnych zadań, nie oznacza więc ogólnej poprawy wykonania.

Nauka wykonywania skomplikowanych zadań wzrokowo-ruchowych, takich jak żonglowanie, zmienia architekturę mózgu, a konkretnie istoty białej, wpływając na usprawnienie komunikacji między różnymi rejonami mózgu. Daje to nadzieję na opracowanie skutecznej terapii dla ludzi z uszkodzeniami mózgu (Nature Neuroscience). Wcześniejsze badania dotyczące żonglowania koncentrowały się na istocie szarej (skupiskach ciał neuronów), a nie na białej (skupiskach wypustek nerwowych – aksonów i dendrytów), tymczasem zespół Jana Scholza z Uniwersytetu Oksfordzkiego stwierdził, że zwykłe manipulowanie zaledwie trzema piłeczkami zwiększa objętość tej ostatniej aż o 5%. Brytyjczycy zebrali zespół 24 młodych i zdrowych ochotników (kobiet i mężczyzn). Wszyscy przeszli 6-tygodniowe przeszkolenie, po którym umieli wykonać co najmniej 2 cykle kaskady z wykorzystaniem 3 piłek. W okresie tym adeptów zachęcano też do samodzielnego trenowania po pół godziny dziennie. Przed i po rozpoczęciu nauki zbadano ich za pomocą obrazowania tensora dyfuzji (DTI), czyli metodą pozwalającą ocenić strukturalne zmiany w istocie białej mózgu poprzez obserwację ruchów dyfuzyjnych cząsteczek wody. Identyczne badania wykonano u 24 osób z grupy kontrolnej, które nie uczyły się żonglować. Naukowcy odkryli, że w mózgach nieżonglujących nic się nie zmieniło, lecz u ochotników ćwiczących podrzucanie piłeczek zwiększyła się ilość istoty białej w bruździe śródciemieniowej - części płata ciemieniowego, która odpowiada za połączenie tego, co widzimy, z tym, jak się ruszamy. Identyczną przemianę zauważono u wszystkich żonglerów, bez względu na to, jak dobrze nauczyli się to robić. Akademicy sądzą, że na rozwój mózgu wpływa zatem sam proces uczenia, a nie osiągnięcia. Ekipa Scholza zaobserwowała także wzrost ilości istoty szarej, ale różnice w przyroście i "czasowaniu" sugerują, że zmiany dotyczące substancji białej i szarej są od siebie niezależne. By nauczyć się żonglować, konieczne są jednak i jedne, i drugie. Więcej istoty białej pozwala szybciej się poruszać, lecz potrzebujemy też istoty szarej, żeby się upewnić, że dłonie znajdują się we właściwym miejscu. Brytyjczycy zeskanowali mózgi żonglujących po miesięcznej przerwie. Stwierdzili, że ilość istoty białej się nie zmieniła, a szarej nawet wzrosła. Wg Scholza, to dlatego nie zapominamy raz wyuczonej umiejętności. Naukowiec ma nadzieję, że ustalenia jego zespołu pozwolą opracować wykorzystujące żonglowanie programy terapeutyczne dla pacjentów z uszkodzeniami mózgu lub że w przyszłości uda się opisać mechanizm, za pośrednictwem którego żonglerka zmienia mózg. Wtedy leki wzmagające plastyczność mózgu stałyby się rzeczywistością.

Nowe badanie obrazowe mózgu nastolatków wskazuje, że szlaki nerwowe płatów czołowych osób angażujących się w ryzykowne zachowania są bardziej dojrzałe niż ich odpowiedniki u bardziej konserwatywnych jednostek (PLoS ONE). Mózg przechodzi szereg przemian w okresie młodzieńczym, a dojrzewanie kończy się w wieku dwudziestu kilku lat. Dotąd dominował pogląd, że właśnie to opóźnione dojrzewanie stanowi przyczynę impulsywnych i ryzykownych decyzji. Wygląda jednak na to, że badanie akademików z Emory University obaliło tę teorię, a przynajmniej ją osłabiło. Amerykanie posłużyli się obrazowaniem tensora dyfuzji (ang. diffusion tensor imaging, DTI), czyli metodą pozwalającą ocenić strukturalne zmiany w istocie białej mózgu. W przeszłości badania koncentrowały się na rozkładzie (gęstości) istoty szarej w okresie od dzieciństwa do wczesnej dorosłości. Z nową technologią jesteśmy w stanie przeprowadzić pierwsze studium na temat rozwoju istoty białej w odniesieniu do czynności podejmowanych w realnym świecie – opowiada dr Gregory Berns, szef zespołu. Istota szara to skupiska ciał komórek nerwowych. Substancję białą tworzą zaś skupiska wypustek nerwowych – aksonów i dendrytów. Gdy mózg dojrzewa, ta ostatnia staje się gęstsza i lepiej zorganizowana. W eksperymencie wzięło udział 91 nastolatków w wieku od 12 do 18 lat. Badano ich na przestrzeni 3 lat. Nasilenie tendencji do angażowania się w niebezpieczne czynności określano za pomocą kwestionariusza. Pytania dotyczyły poszukiwania przygód (dreszczyku), zachowań lekkomyślnych, buntowniczych i antyspołecznych. Dzięki DTI mierzono towarzyszące im zmiany strukturalne istoty białej. Byliśmy zaskoczeni, widząc, że podejmowanie ryzyka wiązało się z lepiej rozwiniętą istotą białą, a więc dojrzalszym mózgiem. Zdumiało nas też to, że poza nieco wyższymi wynikami w skali podejmowania ryzyka, nie odnotowano znaczących różnic w dojrzałości substancji białej chłopców i dziewcząt. Berns zaznacza, że w przyszłości trzeba sprawdzić, czy to wczesny rozwój mózgu predysponuje kogoś do podejmowania ryzykownych zachowań, czy też jest dokładnie na odwrót i ryzykowne zachowania pociągają za sobą rozwój mózgu.

Najnowsze badania sugerują, że o inteligencji człowieka decyduje mielina, czyli istota biała pokrywająca aksony. Co więcej, jej jakość jest w dużej mierze determinowana genetycznie, co oznacza, że inteligencja jest częściowo dziedziczona. Mielina działa jak izolacja w kablu elektrycznym, nie dopuszcza do wycieku sygnałów elektrycznych i przyspiesza ich podróż. Im ma ona lepszą jakość, tym szybciej wędrują sygnały. Badania jakości mieliny można przeprowadzić za pomocą stosunkowo nowej technologii obrazowania tensora dyfuzji (DTI). Paul Thompson i jego zespół z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles przeprowadzili skany DTI mózgów 92 par bliźniąt jedno- i dwujajowych. Znaleźli dowody na silną korelację pomiędzy jakością białej materii a wynikami w standardowych testach na inteligencję. Wyniki zespołu z UCLA chwalą inni eksperci, którzy przyznają, że być może znaleziono odpowiedź na pytanie o to, co ma decydujący wpływ na inteligencję. Specjaliści mówią, że należy uważniej przyjrzeć się białej materii, gdyż dotychczas interesowano się przede wszystkim szarą. Tym bardziej, że wcześniejsze skany DTI wykazały uszkodzenia białej materii u osób z chorobą Alzheimera, chronicznych alkoholików czy tych, które doświadczyły urazów mózgu. Badania na bliźniętach wykazały, że jakość białej materii jest w dużej mierze zdeterminowana genetycznie, chociaż stopień wpływu genów jest różny w zależności od obszaru mózgu. Na przykład wydaje się iż genetyka w 85% procentach decyduje o jakości mieliny w płacie ciemieniowym, odpowiedzialnym m.in. za przetwarzanie zadań matematycznych, logicznych i zdolności wzrokowo ruchowe, podczas gdy w przypadku płata skroniowego, odgrywającego główną rolę w uczeniu się i pamięci, wpływ genów oszacowano na 45%. Amerykańscy uczeni poszukiwali też genu, który może być odpowiedzialny za jakość mieliny. Prawdopodobnie jest nim gen BDNF kodujący białko o tej samej nazwie.

Wrodzona ślepota twarzy (prozopagnozja) pozostawała dotąd wielką tajemnicą. O ile nabyta forma schorzenia to skutek pourazowych zaburzeń funkcjonowania zakrętu wrzecionowatego, o tyle obraz fMRI osób, które przyszły na świat z tym zaburzeniem, i ludzi "normalnych" praktycznie się nie różni. Gdzie i jak więc szukać przyczyn? Cibu Thomas, neurolog z Carnegie Mellon University, a obecnie pracownik Uniwersytetu Harvarda, wyjaśnia, że na prozopagnozję wrodzoną cierpi 1 na 50 osób. Można ją zdiagnozować za pomocą specjalnych testów. By sobie poradzić z niedostatkami zwykłego rezonansu magnetycznego, zespół zbadał 6 pacjentów za pomocą obrazowania tensora dyfuzji (DTI) - metody, która ujawnia sieć strukturalnych połączeń w mózgu. Okazało się, że u pacjentów z prozopagnozją w dwóch ścieżkach przebiegających przez zakręt wrzecionowaty występowało mniej istoty białej. Poza tym nie różnili się oni od członków grupy kontrolnej. Thomas uważa, że wolniejsze przewodzenie sygnału do i z zakrętu lub niedostosowanie jego siły może wyjaśniać zjawisko wrodzonej postaci omawianego zaburzenia. Gdy Amerykanie przeprowadzili test rozpoznawania twarzy znanych osób (np. fizjonomii Elvisa Presleya bez włosów), na podstawie samej sieci połączeń można było przewidzieć, kto jak wypadnie. Wg Thomasa, prozopagnozja podlega więc stopniowaniu. Nie jest zjawiskiem zero-jedynkowym, lecz cechą ciągłą. Brad Duchaine z Uniwersyteckiego College'u Londyńskiego wskazuje, że w rozpoznawaniu twarzy bierze udział co najmniej 6 obszarów mózgu. Proces może więc ulec zaburzeniu w wielu miejscach i na różnych etapach, niekoniecznie tylko w zakręcie wrzecionowatym. W ten sposób da się wyjaśnić jedynie część przypadków.

India Bohanna z Instytutu Howarda Floreya w Melbourne oraz jej współpracownicy z Monash University zastosowali nową technologię obrazowania, dyfuzyjny rezonans magnetyczny, by prześledzić rozpad strukturalnych połączeń w mózgach osób z chorobą Huntingtona (łac. chorea chronica hereditaria progressiva). Swoje wyniki zaprezentowali na konferencji, zorganizowanej w Melbourne przez Organizację Mapowania Ludzkiego Mózgu. U "świeżo" zdiagnozowanych pacjentów zespół zaobserwował nasilony rozpad istoty białej. Zdecydowano się na wykorzystanie właśnie dyfuzyjnego rezonansu magnetycznego, gdyż dzięki obserwowaniu ruchu cząsteczek wody w mózgu pozwala ona na określenie przebiegu szlaków nerwowych. Rozpad połączeń między różnymi rejonami mózgu z oczywistych powodów zaburza proces ich komunikowania się. To dlatego na bardzo wczesnym etapie choroby Huntingtona obserwuje się zaburzenia motoryczne oraz poznawcze, takie jak utrata pamięci czy niezgrabność. Bohanna wyjaśnia, że ostatnio zauważono, że degeneracja istoty białej rozpoczyna się jeszcze przed postawieniem diagnozy. Dzięki badaniom jej zespołu określono nasilenie tych zmian. Odkryto silną korelację między stopniem uszkodzenia istoty białej a nasileniem zaburzeń ruchowych. Po otrzymaniu dodatkowego dofinansowania Australijczycy rozpoczęli badania grupy osób, u których stwierdzono obecność genu predysponującego do wystąpienia choroby i którzy zachorowali nie dalej niż 10 lat temu. Obecnie efektywność nowej metody leczenia jest determinowana przez jej zdolność zmniejszania objawów. Nasze odkrycie może pozwolić na testowanie terapii nawet jeszcze przed pojawieniem się symptomów. W przypadku pląsawicy Huntingtona obserwuje się antycypację genetyczną, czyli wzrost ciężkości objawów i wcześniejsze ujawnianie choroby w kolejnych pokoleniach. Pląsawica jest dziedziczona autosomalnie dominująco. Jeśli stwierdzono ją u rodzica, szanse, że dziecko odziedziczy wadliwy allel, wynoszą aż 50%. W Polsce choruje 1 na 15 tys. osób. Objawy obejmują otępienie i niekontrolowane ruchy. Przyczyna to mutacja w genie HD, który leży na 4. chromosomie i koduje białko huntingtynę. Profesor nadzwyczajny Anthony Hanna z Instytutu Howarda Floreya odkrył niedawno, że w przypadku myszy ćwiczenia fizyczne i umysłowe mogą nie tylko opóźnić początek, ale także spowolnić przebieg choroby Huntingtona.

Naukowcy z Yale University zauważyli, że jeśli nastolatek pali lub jego matka paliła, będąc w ciąży, zwiększa to ryzyko wystąpienia zaburzeń słyszenia. Podczas badań 67 osób w wieku od 13 do 18 lat okazało się, że w rozpraszającym, np. hałaśliwym, otoczeniu te z nich, które na co dzień stykają się z dymem nikotynowym, mają trudności ze skoncentrowaniem się i zrozumieniem mowy (New Scientist). Tego typu oddziaływania wpłynęły na istotę białą, która odpowiada za przekazywanie sygnałów. Po wykonaniu badań obrazowych wyszło na jaw, że nastolatki, które palą lub których matki paliły w ciąży, częściej mają więcej istoty białej. Wcześniejsze studia unaoczniły, że nadmiar istoty białej u dziecka oznacza zaburzenia w przewodzeniu i interpretacji bodźców słuchowych. Dzieje się tak, ponieważ substancja biała nie synchronizuje się z resztą mózgu. Według neurologów, nadmiar istoty białej to wynik stymulowania acetylocholiny przez nikotynę. Wyniki obrazowania potwierdziły się podczas dalszych badań. Zastosowano test rozumienia mowy w szumie, wolontariusze mieli też powiedzieć, jakie słowo usłyszeli, gdy rozpraszano ich za pomocą bodźców wzrokowych. Chłopcy wystawieni na działanie dymu rozpoznawali prawidłowo 77, a niestykający się z nim 85% słów. U dziewczynek odsetek ten wynosił, odpowiednio, 84 i 90%. Leslie Jacobsen, szefowa zespołu badawczego, podkreśla, że jeśli kłopoty ze słyszeniem będą współwystępować z zaburzeniami zachowania, może to wpłynąć na niepowodzenia szkolne.

Neurolodzy ze Szkoły Medycznej Uniwersytetu Waszyngtońskiego badali, jak mózg wcześniaków reaguje na urazy. Odkryli, że podatność na uraz jest podobna do tej odnotowywanej w przypadku dojrzałego mózgu. Na modelu zwierzęcym zaobserwowali jednak, że różne obszary rozwijającego się mózgu mogą zostać uszkodzone przez jeden z neuroprzekaźników: kwas glutaminowy (aminokwas pobudzający, EAA). Jest on głównym neuroprzekaźnikiem ośrodkowego układu nerwowego. Szacuje się, że neurony glutaminergiczne stanowią 60% komórek nerwowych mózgu. Lekarze odkryli też uszkodzenia mózgu, które nie mogły być wynikiem działania kwasu glutaminowego. W odróżnieniu od dorosłych, u wcześniaków odnotowuje się głównie uszkodzenia istoty białej, z której zbudowane są połączenia pomiędzy poszczególnymi rejonami (Journal of Neuroscience).

Naukowcy zauważyli, że starsi pacjenci, którzy ćwiczą aerobik przez 3 lub więcej godzin tygodniowo, zwiększają ilość istoty szarej i białej w mózgu. Zespół zbadał 59 dorosłych w wieku od 60 do 79 lat. Przydzielono ich do 3 różnych grup: 1) zespołu uprawiającego aerobik, 2) zespołu z ćwiczeniami wykorzystującymi naprzemienne napinanie i rozluźnianie mięśni oraz 3) zespołu niewykonującego żadnych ćwiczeń. W 2. grupie nie odnotowano żadnego wpływu ćwiczeń na mózg, natomiast grupa aerobikowa wykazywała znaczny wzrost objętości mózgu — powiedział The Wall Street Journal Arthur Kramer. Już po trzech miesiącach osoby, które ćwiczyły aerobik, osiągały objętość mózgu kogoś o 3 lata młodszego. Poprawiała się ich pamięć, zdolność "przełączania się" między różnymi zadaniami intelektualnymi oraz ignorowania rozpraszających bodźców (wychodziło im to lepiej niż osobom niećwiczącym).