Znajdź zawartość

Do tej pory często postulowano, że zaburzenia myślenia, percepcji i emocji u osób ze schizofrenią są skutkiem braku połączeń między obszarami zawiadującymi tymi funkcjami. Najnowsze badania naukowców z MIT i Harvardu wskazują jednak, że ważną rolę w procesach chorobowych odgrywają nadmierne połączenia pomiędzy tzw. domyślnymi regionami mózgu (ang. default brain regions), które kontrolują samopostrzeganie i uaktywniają się, gdy człowiek nie myśli o niczym szczególnym albo myśli o sobie. Jak wyjaśnia profesor John D. Gabrieli, zajmując się trudniejszymi zadaniami, ludzie zwykle hamują układ domyślny, ale pacjenci ze schizofrenią tego nie robią. Sądzimy, że odkrycie to może pomóc w wyjaśnieniu poznawczych i psychologicznych objawów tej choroby. Schizofrenia jest w dużej mierze determinowana genetycznie, przez co krewni pierwszego stopnia, którzy dzielą z pacjentem połowę genów, są narażeni na zachorowanie w 10-krotnie większym stopniu niż przedstawiciele populacji generalnej. Naukowcy badali 3 równoliczne (13-osobowe) grupy: 1) kontrolną, 2) schizofreników oraz 3) zdrowych krewnych pierwszego stopnia. Neurolodzy wybrali pacjentów, u których chorobę zdiagnozowano niedawno. W ten sposób zniwelowano wpływ wcześniejszych epizodów psychozy oraz zastosowanych metod leczenia. Wszyscy ochotnicy byli badani funkcjonalnym rezonansem magnetycznym (fMRI). Leżąc w maszynie, wykonywali łatwe i trudne zadania pamięciowe. Szczególną uwagę zwracano na aktywność domyślnych regionów mózgu, a więc przyśrodkowej kory przedczołowej (ang. medial prefrontal cortex, mPFC) i tylnego zakrętu obręczy/przedklinka. Wiążą się one nie tylko z myśleniem o sobie, ale i z pamięcią autobiograficzną. Kiedy człowiekowi pozostawia się swobodę myślenia o czymkolwiek, uruchamiają się łącznie i synchronizują swoje działanie. Susan Whitfield-Gabrieli, która analizowała dane, zaznacza, że u osób ze schizofrenią układ domyślny był podczas odpoczynku zarówno nadpobudliwy, jak i nadmiernie połączony. To samo można było zaobserwować podczas wykonywania zadań pamięciowych. Im mniejsza zdolność hamowania układu domyślnego i silniejsze połączenia między regionami, tym gorsze wyniki testu i poważniejsze objawy kliniczne. Specjaliści uważają, że w ten właśnie sposób manifestuje się niezdolność schizofreników do przekierowania zasobów myślowych z kwestii osobistych, wewnętrznych na świat zewnętrzny, a to konieczne do wykonywania trudnych zadań. Nadaktywność układu domyślnego wyjaśnia omamy czy paranoję. Gdy u pacjenta działa obszar oznaczający w normalnych warunkach koncentrację na sobie, to gdy usłyszy on w telewizji czy w radio jakąś wiadomość, odniesie ją właśnie do siebie i stwierdzi, że spiker mówi do niego, a nie do wszystkich odbiorców. U krewnych pierwszego stopnia również stwierdzono podwyższoną aktywność układu domyślnego.

Jak mózg traktuje awatary reprezentujące nas w wirtualnym świecie? Badania obrazowe miłośników online'owej gry World of Warcraft (WoW) ujawniły, że rejony zaangażowane w samorefleksję i ocenę siebie zachowują się podobnie podczas myślenia o ja wirtualnym i rzeczywistym. Wcześniejsze badania wykazały, że ludzie bardzo szybko przyswajają sobie właściwości awatarów i są np. bardziej agresywni, gdy jest on wysoki niż wtedy, gdy trafi im się ktoś niski, bez względu na to, jak wyglądają w rzeczywistości. Zespół Kristiny Caudle z Dartmouth University, która przeprowadziła eksperyment z Williamem Kelleyem, zebrał grupę zagorzałych miłośników World of Warcraft w wieku dwudziestu kilku lat: 14 mężczyzn i 1 kobietę. Średnio spędzali oni na grze 23 godziny tygodniowo. Podczas badania funkcjonalnym rezonansem magnetycznym naukowcy prosili ochotników, by ocenili, w jakim stopniu różne przymiotniki, np. niewinny, kompetentny, zazdrosny czy inteligentny, odnoszą się do nich samych, ich awatarów, najlepszych przyjaciół w realnym świecie oraz przywódców gildii w WoW. Gdy Amerykanie sprawdzali, jakie obszary mózgu są najbardziej aktywne podczas myślenia o realnym i wirtualnym ja (w porównaniu do koncentrowania się na cyfrowych i prawdziwych innych), okazało się, że są to przyśrodkowa kora przedczołowa i tylny zakręt obręczy. To ważne spostrzeżenie, gdyż tę pierwszą powiązano wcześniej z samorefleksją i samooceną. Aktywność mózgu podczas myślenia o sobie i awatarze była niemal taka sama. Zespół Caudle zauważył jednak istotną różnicę w działaniu przedklinka, która zapewne pozwala nam zachować poczucie, co jest rzeczywiste, a co nie. W przyszłości akademicy zamierzają zbadać grupę osób spędzających mniej czasu na grze, aby sprawdzić, czy ich mózgi tak samo odróżniają świat prawdziwy od wirtualnego. Caudle dywaguje, że może ludzie wykazujący bardziej zbliżoną aktywność mózgu w odpowiedzi na realne ja i awatar częściej uzależniają się od gier.

Muzykoterapia sprawdza się przy łagodzeniu bólu, pomaga się zrelaksować i polepszyć nastrój, wygląda też na to, że może spowolnić postępy choroby Alzheimera, poprawiając funkcjonowanie pamięci pacjenta (Cerebral Cortex). Zespół profesora Petra Janaty z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis posłużył się znaczącymi utworami z przeszłości grupy badanych osób. Słuchanie ich przywoływało żywe wspomnienia. Stworzenie ścieżki dźwiękowej czyjegoś życia przed degeneracją umysłu i odtwarzanie jej pomaga uzyskać coś w rodzaju szczepionki czy odporności na chorobę. Dźwięki uruchamiają wyświetlanie mentalnego filmu, który przypomina wyobrażenia powstające pod wpływem lektury dobrej książki. Powracają wspomnienia szczególnych osób i miejsc. Wystarczy więc wyposażyć pacjentów w odtwarzacze MP3 i odpowiednią listę piosenek. Z punktu widzenia opieki zdrowotnej jest to rozwiązanie tanie, a co najważniejsze – skuteczne. Ekipa Janaty mapowała aktywność mózgu 13 studentów, którzy słuchali fragmentów 30 utworów. Aby zwiększyć szanse, że przynajmniej niektóre trafiają w ich gusta, naukowcy wybrali losowe piosenki z Top 100, listy obejmującej "kawałki" popularne w czasie, gdy wolontariusze mieli od 8 do 18 lat. Po każdym utworze studenci oznaczali go jako znany lub nieznany. Określali też, jak bardzo im się podobał i czy ewentualnie był związany z jakimś szczególnym wspomnieniem. Po zakończeniu badania funkcjonalnym rezonansem magnetycznym (fMRI) ochotnicy wypełniali kwestionariusz dot. zawartości i szczegółowości wspomnień. Okazało się, że studenci rozpoznawali ok. 17 z 30 fragmentów, a mniej więcej 13 można było uznać za średnio bądź silnie powiązane z pamięcią autobiograficzną. Amerykanie zauważyli, że dźwięki wywołujące najwyraźniejsze wspomnienia prowokowały też najsilniejszą reakcję emocjonalną. Wyciągnęli więc logiczny wniosek, że natrafili na ślad obszaru działającego jak hub, który łączy znaną muzykę z pamięcią oraz emocjami. Jest to grzbietowo-przyśrodkowa kora przedczołowa. Ponieważ pamięć ważnej dla kogoś muzyki jest najwyraźniej oszczędzana przez procesy demencyjne, warto skupić się na wspomagających ją technikach. Poza fMRI Janata posłużył się też swoją autorską metodą. Najpierw stworzył mapę muzyczną każdego zastosowanego fragmentu utworu, a następnie porównał ją z korespondującymi skanami mózgu. Okazało się, że mózg śledził następstwo dźwięków w tym samym obszarze, który odpowiadał za wspomnienia – w grzbietowo-przyśrodkowej korze przedczołowej i rejonach przyległych. Także w przypadku tej metody wyszło na jaw, że im bardziej realistyczne wspomnienia, tym większą aktywność śledzącą można było zaobserwować.

Gra z ludzkim bądź komputerowym przeciwnikiem w inny sposób pobudza ludzki mózg. Jeśli więc chcemy osiągnąć określone rezultaty, to wybór partnera nie powinien być dziełem przypadku (BMC Neuroscience). Zespół doktora Kracha i profesora Kirchera z Uniwersytetu w Marburgu przeprowadził badanie obrazowe mózgu ochotników, którzy grali w grę hazardową. Wierzyli oni, że muszą się zmierzyć z żywą istotą lub maszyną, ale nie mogli sprawdzić, kto lub co siedzi naprawdę po drugiej stronie. Chodziło o określenie wpływu płci (bycie kobietą bądź mężczyzną) i przeciwnika (rywalizacja z człowiekiem lub komputerem) na wzorce aktywacji przyśrodkowej kory przedczołowej (ang. medial prefrontal cortex, mPFC). Wybrano właśnie mPFC, ponieważ jest to rejon związany z tworzeniem tzw. teorii umysłu, a więc modelu myśli, intencji oraz emocji innych ludzi. Podczas gry można było współpracować z konkurentem, by podzielić się potem wygraną lub oszukać go i zgarnąć wszystko dla siebie. Gdy na oszustwo decydowały się obie strony, wszyscy przegrywali. Choć badani o tym nie wiedzieli, w rzeczywistości zawsze grali z komputerem, który w każdej rundzie działał losowo. Niemcy zaobserwowali, że pewne rejony mózgu aktywowały się zawsze, bez względu na to, czy ochotnik myślał, że gra z człowiekiem, czy z maszyną. Były to przyśrodkowa kora przedczołowa, przedni zakręt obręczy (ang. anterior cingulate cortex, ACC) oraz prawa okolica zbiegu płatów skroniowego i ciemieniowego (ang. temporoparietal junction, TPJ). To właśnie te obszary odpowiadały za generowanie teorii umysłu. Kiedy ochotnik był jednak przekonany, że gra z drugim człowiekiem, nasilała się aktywność rejonów związanych z planowaniem i przewidywaniem: mPFC oraz ACC. Okazało się też, że w porównaniu do kobiet, u mężczyzn dochodziło do silniejszego pobudzenia różnych rejonów, w tym okolic przyśrodkowoczołowych, kiedy sądzili oni, że grają z człowiekiem. Wg Kracha, można to wyjaśnić na kilka sposobów. Badanym mówiono, że ludzkim przeciwnikiem jest zawsze przedstawiciel płci brzydkiej, a w ramach wcześniejszych studiów wykazano, że kobiety i mężczyźni obierają inne strategie w obecności rywala mężczyzny. Niewykluczone też, że panie lepiej wyczuwały, że w rzeczywistości zawsze konkurują z maszyną, przez co ich mózg cały czas angażował się w podobnym stopniu.

Osoby z uogólnioną fobią społeczną inaczej reagują na negatywne uwagi na ich temat. Karina Blair i zespół z Narodowego Instytutu Zdrowia Psychicznego (NIMH) doszli do tego po przebadaniu funkcjonalnym rezonansem magnetycznym 34 ludzi: 17 z zaburzeniem i 17 zdrowych (Archives of General Psychiatry). Zgeneralizowana fobia społeczna charakteryzuje się strachem/unikaniem kontaktów społecznych i lękiem przed negatywnym ocenieniem przez innych. To najczęstsze zaburzenie lękowe w populacji generalnej [...], które wiąże się z podwyższonym ryzykiem depresji, alkoholizmu, narkomanii i samobójstwa. W ramach wcześniejszych badań wykazano, że pacjenci z fobią społeczną silniej reagują na wyrazy twarzy, co oznacza, że wzrasta wrażliwość na bodźce społeczne w obszarach mózgu związanych z emocjami. Grupy wybrane przez Amerykanów z NIMH były dopasowane pod względem wieku, płci oraz ilorazu inteligencji. Podczas skanowania wolontariusze czytali serię pozytywnych (np. "Jesteś piękna/przystojny"), neutralnych (np. "Jesteś człowiekiem") i negatywnych (np. "Jesteś okropny/okropna") stwierdzeń na swój oraz czyjś (np. "On jest przystojny") temat. Podczas czytania negatywnych opinii na swój temat u osób z socjofobią zaobserwowano zwiększony przepływ krwi przez jądro migdałowate i przyśrodkową korę przedczołową. To rejony związane z emocjami, w tym lękiem oraz reakcją stresową, i koncepcją własnego ja (self). Międzygrupowych różnic nie zaobserwowano w czasie zapoznawania się z negatywnymi sądami na czyjś temat i pozytywnymi oraz neutralnymi informacjami o sobie/innych. Opisane reakcje w obrębie amygdala i przyśrodkowej kory przedczołowej odpowiadają, przynajmniej częściowo, za pojawienie i utrzymywanie się socjofobii.

Eksperymenty na śpiących szczurach ujawniły, jak dochodzi do przekształcenia wydarzeń mijającego dnia we wspomnienia przechowywane w pamięci długotrwałej. Wydaje się, że w czasie, gdy ciało odpoczywa, mózg parę razy odtwarza kluczowe zajścia w kilkakrotnym przyspieszeniu. Studium naukowców z University of Arizona potwierdziło teorię, że do utrwalenia wspomnień w przyśrodkowej korze przedczołowej (ang. medial prefrontal cortex, mPFC) dochodzi wskutek odtwarzania wydarzeń podczas snu. Podczas 50-minutowych sesji zespół Bruce'a McNaughtona uczył 2 szczury przebywania drogi do serii różnych lokalizacji. Po zakończeniu zadania zwierzęta mogły sobie uciąć godzinną drzemkę. W ramach eksperymentu biolodzy obserwowali reakcje kilku neuronów z mPFC. Podczas nauki przejawiały one charakterystyczne wzorce aktywności, w czasie snu znowu się one pojawiały, tym razem w 6-7-krotnym przyspieszeniu (Science). Specjaliści zajmujący się pamięcią uważają, że w czasie snu najświeższe wspomnienia są przenoszone z hipokampa (siedliska pamięci krótkotrwałej) do przyśrodkowej kory przedczołowej (warowni pamięci długotrwałej). Przyspieszony playback obserwowano wcześniej w innych obszarach powiązanych z pamięcią, w tym w hipokampie. Po raz pierwszy udało się to w odniesieniu do mPFC. Wg Matthew Wilsona z MIT, świadczy to o koordynującej roli kory przedczołowej. McNaughton i inni nie wiedzą, dlaczego wydarzenia są odgrywane szybciej, niż miało to miejsce w rzeczywistości. Dywagują, że neurony w mózgu mogą mieć swoje własne wewnętrzne tempo przekazywania impulsów elektrycznych, które zmniejsza się w czasie wykonywania zadań w świecie zewnętrznym. Naukowcy obserwowali bardzo krótkie okresy wzrostu aktywności komórek nerwowych mPFC. Trwały one dosłownie kilkaset milisekund. Oznacza to, że przetwarzane były niewielkie fragmenty wydarzeń, które przekształcano w małe pakiety pamięciowe. Wilson przypuszcza, że podobne procesy mają miejsce w ludzkim mózgu. W przyszłości ktoś na pewno to sprawdzi...