Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

W czasie gdy badani grali w zmodyfikowaną wersję słynnego Pac-Mana, naukowcy zaobserwowali, że w zależności od bliskości zagrożenia strachem zarządzają różne obszary mózgu.

Zachowanie człowieka różni się w zależności od tego, czy zagrożenie, np. cyfrowy potwór, znajduje się daleko, czy blisko. W pierwszym przypadku wolontariusze zwyczajnie unikali terytorium potworów, w drugim był to bieg o życie (Science).

Aby sprawdzić, co się dzieje w takich sytuacjach w mózgu, naukowcy z Uniwersyteckiego College'u Londyńskiego (UCL) stworzyli grę, w której uczestnicy byli ścigani po polu kukurydzy przez wirtualnego drapieżcę. Jeśli potworowi udało się złapać gracza, wymierzano mu jak najbardziej realną karę: lekko porażano go prądem. Reakcje mózgu obserwowano za pomocą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI).

Gdy potwór był daleko, odnotowywano aktywność w obrębie kory przedczołowej. Wzrastała ona w momentach przeżywania silniejszego lęku. Obszar ten odpowiada za obmyślanie strategii postępowania. Jeśli jednak drapieżnik znajdował się niepokojąco blisko, zaczynały działać regiony mózgu odpowiedzialne za bardziej prymitywne zachowania, które pozwalają przeżyć: walkę, zastyganie i ucieczkę. Najskuteczniejsza w danej sytuacji strategia przeżycia jest uzależniania od postrzeganego poziomu zagrożenia. Czasem po prostu wystarczy być przezornym, czasem zaś należy reagować naprawdę szybko – wyjaśnia szef zespołu naukowców Dean Mobbs.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z MIT ze zdumieniem zauważyli, że ludzkie neurony mają mniejsze niż można by się spodziewać zagęszczenie kanałów jonowych w porównaniu z innymi ssakami. Kanały jonowe wytwarzają impulsy elektryczne, za pomocą których neurony się komunikują. To kolejne w ostatnim czasie zdumiewające spostrzeżenie dotyczące budowy mózgu. Niedawno informowaliśmy, że zagęszczenie synaps z mózgach myszy jest większe niż w mózgach małp.
      Naukowcy wysunęli hipotezę, że dzięki mniejszej gęstości kanałów jonowych ludzki mózg wyewoluował do bardziej efektywnej pracy, co umożliwia mu zaoszczędzenie energii na potrzeby innych procesów wymaganych przy złożonych zadaniach poznawczych. Jeśli mózg może zaoszczędzić energię zmniejszając zagęszczenie kanałów jonowych, może tę zaoszczędzoną energię użyć na potrzeby innych procesów, stwierdził profesor Mark Harnett z McGovern Institute for Brain Research na MIT.
      Wraz z doktorem Lou Beaulieu-Laroche'em porównywali neurony wielu gatunków ssaków, szukając w nich wzorców leżących u podstaw ekspresji kanałów jonowych. Badali dwa rodzaje zależnych od napięcia kanałów potasowych oraz kanał HCN neuronów piramidowych w V warstwie kory mózgowej. Naukowcy badali 10 ssaków: ryjówki etruskie, suwaki mongolskie, myszy, szczury, króliki, marmozety, makaki, świnki morskie, fretki oraz ludzkie tkanki pobrane od pacjentów z epilepsją. Przeprowadzili najszerzej zakrojone badania elektrofizjologiczne tego typu.
      Uczeni odkryli, że wraz ze zwiększeniem rozmiarów neuronów, zwiększa się gęstość kanałów jonowych. Zależność taka istnieje u 9 z 10 badanych gatunków. Gatunki o większych neuronach, a zatem zmniejszonym stosunku powierzchni do objętości, mają zwiększone przewodnictwo jonowe błon komórkowych. Wyjątkiem od tej reguły są ludzie.
      To było zdumiewające odkrycie, gdyż wcześniejsze badania porównawcze wykazywały, że ludzki mózg jest zbudowany tak, jak mózgi innych ssaków. Dlatego też zaskoczyło nas, że ludzkie neurony są inne, mówi Beaulieu-Laroche.
      Uczeni przyznają, że już sama zwiększająca się gęstość kanałów jonowych była dla nich zaskakująca, jednak gdy zaczęli o tym myśleć, okazało się to logiczne. W mózgu małego ryjówka etruskiego, który jest upakowany bardzo małymi neuronami, ich zagęszczenie w danej objętości jest większe, niż w mózgu królika, który ma znacznie większe neurony. Jednak jako że neurony królika mają większe zagęszczenie kanałów jonowych, to na daną objętość mózgu u obu gatunków zagęszczenie kanałów jonowych jest takie samo. Taka architektura mózgu jest stała wśród dziewięciu różnych gatunków ssaków. Wydaje się, że kora mózgowa stara się zachować tę samą liczbę kanałów jonowych na jednostkę objętości. To oznacza, że na jednostkę objętości kory mózgowej koszt energetyczny pracy kanałów jonowych jest taki sam u różnych gatunków. Wyjątkiem okazuje się tutaj mózg człowieka.
      Naukowcy sądzą, że mniejsze zagęszczenie kanałów jonowych w mózgach H. sapiens wyewoluowało jako sposób na zmniejszenie kosztów energetycznych przekazywania jonów, dzięki czemu mózg mógł wykorzystać tę energię na coś innego, na przykład na tworzenie bardziej złożonych połączeń między neuronami.
      Sądzimy, że w wyniku ewolucji ludzki mózg „wyrwał się” spod tego schematu, który ogranicza wielkość kory mózgowej i stał się bardziej efektywny pod względem energetycznym, dlatego też w porównaniu z innymi gatunkami nasze mózgu zużywają mniej ATP na jednostkę objętości, mówi Harnett.
      Uczony ma nadzieję, że w przyszłości uda się określić, na co zostaje zużyta zaoszczędzona przez mózg energie oraz przekonamy się, czy u ludzi istnieją jakieś specjalne mutacje genetyczne, dzięki którym neurony w naszej korze mózgowej mogą być bardziej wydajne energetycznie. Naukowcy chcą też sprawdzić, czy zjawisko zmniejszenie gęstości kanałów jonowych występuje również u innych naczelnych.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Szympansy to najbliżsi żyjący krewni Homo sapiens. Linie ewolucyjne obu gatunków rozeszły się przed około 6 milionami lat, dzięki czemu obecnie istnieją Pan troglodytes i Homo sapiens. Nasze DNA jest bardzo do siebie podobne, a naukowcy z Uniwersytetu w Lund postanowili dowiedzieć się, które fragmenty DNA odpowiadają za to, że nasze mózgi pracują odmiennie.
      Do pracy przystąpili zaś w sposób odmienny od innych grup naukowych. Zamiast badać żyjących ludzi i szympansy, wykorzystaliśmy komórki macierzyste. Zostały one pozyskane z komórek skóry i przeprogramowane przez naszych kolegów w Niemczech, USA i Japonii. My rozwinęliśmy je w komórki mózgowe, a następnie je badaliśmy, mówi profesor Johan Jakobsson, który kierował pracami.
      Uczeni porównali wyhodowane przez siebie komórki mózgowe człowieka i szympansa i zauważyli, że oba gatunki w odmienny sposób wykorzystują część DNA, co wydaje się odgrywać znaczącą rolę w rozwoju mózgu.
      Naukowcy ze zdumieniem zauważyli, że różnice występowały w strukturalnych wariantach DNA, zwanych „śmieciowym DNA”. To DNA niekodujące, długie powtarzalne sekwencje o których przed długi czas sądzono, że nie odgrywają żadnej funkcji. DNA niekodujące stanowi aż 98% naszego genomu. Nie koduje ono białek, mRNA, tRNA ani rRNA. Wydaje się całkowicie bezużyteczne, co jest o tyle zaskakujące, że nawet u bakterii DNA niekodujące stanowi zaledwie 20% genomu. U nas zaś niemal cały genom. W ostatnich latach kolejne badania pokazują, że odgrywa ono jednak pewną rolę, w związku z czym termin „śmieciowe DNA” jest coraz rzadziej używany.
      Dotychczas naukowcy szukali odpowiedzi na postawione przez nas pytania w tej części DNA, w której kodowane są białka. Badali więc te pozostałe 2% DNA oraz same białka, poszukując w nich odpowiedzi, dodaje Jakobsson.
      To wskazuje, że genetyczne podstawy ewolucji ludzkiego mózgu są znacznie bardziej złożone, niż sądzono i że odpowiedź nie leży w 2% naszego DNA. Uzyskane przez nas wyniki sugerują, że to, co odpowiada za ewolucję naszego mózgu, jest ukryte w słabo badanych dotychczas 98%. To zaskakujące odkrycie, dodają naukowcy.
      Profesor Jakobsson mówi, że porównując komórki mózgu człowieka i szympansa chciałby się dowiedzieć, dlaczego nasze mózgi pozwoliły nam na budowę społeczeństw czy stworzenie zaawansowanych technologii. Uczony wierzy, że kiedyś się tego dowiemy, a wiedza ta pomoże w zwalczaniu takich chorób jak np. schizofrenia. Przed nami jednak bardzo długa droga, gdyż wygląda na to, że odpowiedzi musimy poszukać nie w 2% DNA, a w pełnych 100%. A to znacznie trudniejsze zadanie, stwierdza uczony.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Co definiuje nas, ludzi, jako odrębny i wyjątkowy gatunek? Myślenie abstrakcyjne, język - takie są najczęstsze odpowiedzi. Od dawna było wiadomo, które obszary mózgu odpowiadają za umiejętności językowe, ale tylko mniej więcej. Próby dokładniejszego określenia które to są obszary i co dokładnie robią napotykały na trudności. Wyniki otrzymywane przy użyciu dotychczasowych metod były niepewne i budzące wątpliwości. Potrzeba było innej metodyki badań, jaką zaproponowała Evelina Fedorenko, doktorantka znanego MIT.
      Wiadomo było, że za poszczególne aspekty języka najprawdopodobniej odpowiadają różne obszary mózgu. Wskazywały na to badania osób, które po wypadkach cierpiały na rzadkie i specyficzne trudności w mówieniu: na przykład niemożność układania zdań w czasie przeszłym. Ale próby precyzyjnego umiejscowienia tych obszarów spełzały na niczym. Aktualne techniki obrazowania pracy mózgu dawały mało wiarygodne wyniki. Za przyczynę takiego stanu rzeczy uznano fakt, że dotychczasowe badania opierały się na uśrednionych statystycznie analizach badań wielu osób, co mogło wprowadzać szum statystyczny i zniekształcać wyniki.
      Sposobem na obejście problemu było uprzednie zdefiniowanie „regionów zainteresowania" osobno u każdej z badanych osób. Aby tego dokonać, rozwiązywali oni zadania aktywizujące różne funkcje poznawcze. Opracowane w tym celu przez Evelinę Fedorenko zadanie wymagało czytania na zmianę sensownych zdań oraz ciągu pseudosłów, możliwych do wymówienia, ale nie mających żadnego sensu.
      Na otrzymanych obrazach aktywności mózgu wystarczyło teraz odjąć obszary aktywowane przez pseudosłowa od obszarów uruchamianych przez pełne zdania, żeby precyzyjnie - dla każdego badanego oddzielnie - określić obszary umiejętności językowych. Nowe podejście do badań mózgi pozwoli bardziej precyzyjnie określać obszary kory mózgowej odpowiedzialne za konkretne, poszczególne zdolności poznawcze: muzyczne, matematyczne i inne. Zestaw narzędzi do takich badań został udostępniony na domowej stronie Eveliny Fedorenko. Ma ona nadzieję, że akumulacja wyników przeprowadzanych w laboratoriach na całym świecie przyspieszy rozwój nauk o mózgu.
      Artykuł omawiający wyniki badań przeprowadzonych na McGovern Institute for Brain Research at MIT ukazał się w periodyku Journal of Neurophysiology.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Skrajne wcześniactwo wiąże się z dużym ryzykiem uszkodzenia mózgu. Naukowcy z Uniwersytetu Wiedeńskiego i Medycznego Uniwersytetu Wiedeńskiego znaleźli potencjalny cel terapeutyczny, który może pomóc leczyć takie uszkodzenia. Co interesujące, znajduje się on poza mózgiem, a są nim... bakterie mikrobiomu jelit. Uczeni odkryli, że nadmiar bakterii z rodziny Klebsiella w jelitach skrajnych wcześniaków powiązany jest ze zwiększą obecnością pewnych komórek odpornościowych i rozwojem uszkodzeń mózgu.
      Wiemy, że wczesny rozwój jelit, mózgu i układu odpornościowego są ściśle ze sobą powiązane. Związek ten nazywany jest osią jelita-układ odpornościowy-mózg.
      Mikroorganizmy w mikrobiomie jelit – na który składają się setki niezbędnych do życia gatunków bakterii, grzybów, wirusów i innych mikroorganizmów – są u zdrowych osób w stanie równowagi. Jednak u wcześniaków, u których układ odpornościowy i mikrobiom jeszcze się nie w pełni rozwinęły, z dużym prawdopodobieństwem może dojść do zaburzenia tej równowagi. A to negatywnie wpływa na mózg, wyjaśnia główny autor badań, mikrobiolog i immunolog David Seki.
      Naukowcom udało się zidentyfikować liczne wzorce w mikrobiomie i układzie odpornościowym, które są powiązane z głębokością i postępem uszkodzeń mózgu. Co ważne, takie wzorce często ujawniają się, zanim dojdzie do zmian w mózgu. To zaś wskazuje, że istnieje okienko, w którym u skrajnych wcześniaków będziemy mogli powstrzymać uszkodzenia mózgu lub w ogóle im zapobiec, stwierdza David Berry z Uniwersytetu Wiedeńskiego.
      Terapie takich zaburzeń będą możliwe dzięki biomarkerom, które Austriakom już udało się zidentyfikować. Nasze badania pokazują, że nadmierny rozrost Klebsielli i powiązany z tym podniesiony poziom subpopulacji limfocytów Tγδ (gamma delta) najprawdopodobniej zwiększają uszkodzenia mózgu. Byliśmy w stanie wyśledzić ten mechanizm, gdyż jako pierwsi szczegółowo zbadaliśmy, jak u specyficznej grupy noworodków zachodzi interakcja pomiędzy układem odpornościowym, mikrobiomem a rozwojem mózgu, wyjaśnia neonatolog Lukas Wisgrill.
      W badaniach wzięło udział 60 wcześniaków urodzonych przed 28. tygodniem ciąży i ważących mniej niż 1 kilogram. Naukowcy wykorzystali nowoczesne technologie sekwencjonowania genomu, analizowali krew i próbki kału oraz wykorzystywali EEG i rezonans magnetyczny.
      Jak mówią główni autorzy badań, Angelika Berger i David Berry, to dopiero wstęp do jeszcze lepszego zrozumienia rozwoju wcześniaków. Uczeni chcą przez kolejne lata śledzić losy dzieci, które brały udział w ich badaniu. Dopiero po latach dowiemy się, jak pod względem motorycznym i poznawczym będą się te dzieci rozwijały. Naszym celem jest zrozumienie, w jaki sposób bardzo wczesny rozwój osi jelita-układ odpornościowy-mózg wpływa na długoterminowy rozwój, stwierdza Berger.
      Ze szczegółowymi wynikami badań można zapoznać się w artykule Aberrant gut-microbiota-immune-brain axis development in premature neonates with brain damage opublikowanym na łamach Cell Host & Microbe.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Wizyty kontrolne u pediatrów obejmują pomiary wzrostu, wagi i obwodu głowy. Dane porównywane są z tabelami, by sprawdzić, czy dziecko prawidłowo się rozwija. Pomiary te nic nie mówią o rozwoju mózgu. Ewentualne odstępstwa od rozmiarów czaszki mogą wskazywać na problemy z rozmiarami mózgu czy ilością płynu mózgowo-rdzeniowego. Dlatego profesor Steven Schiff z Penn State zaczął się zastanawiać, czy współczesne narzędzia jak rezonans magnetyczny, mogą posłużyć do stworzenia znormalizowanych tabel wzrostu mózgu.
      Schiff i jego zespół opublikowali na łamach Journal of Neurosurgery, Pediatrics, artykuł, w którym omawiają 150 lat badań nad mózgiem oraz analizują zebrane przez siebie dane z 1067 skanów mózgu wykonanych u zdrowych osób w wieku od 13 dni do 18 lat. W zebranych danych uwzględniono płeć, rasę, status społeczno-ekonomiczny oraz lokalizację geograficzną badanych.
      Badania nad rozmiarami mózgu i jego wzrostem prowadzone są od dawna, ale nawet w epoce rezonansu magnetycznego studia, próbujące zdefiniować prawidłowy wzrost objętości mózgu opierają się na małych próbkach, ograniczonych algorytmach czy niepełnej reprezentacji wiekowej. Badania te w niewystarczającym stopniu biorą pod uwagę związek pomiędzy wzrostem mózgu a płynem mózgowo rdzeniowym. Tutaj rozwiązaliśmy oba te problemy, stwierdza główna autorka badań Mallory R. Peterson.
      Pierwszym zdumiewającym spostrzeżeniem było odkrycie, że istnieje różnica w wielkości mózgu pomiędzy chłopcami a dziewczętami. Nawet po uwzględnieniu wielkości ciała, chłopcy mieli większe mózgi niż dziewczynki. Oczywiście, co wiemy od dawna, nie istnieją różnice w poziomie inteligencji pomiędzy obiema płciami. I nasze badania tego nie sugerują. Jednak pokazują one, że istnieje różnica we wzroście mózgu męskiego i kobiecego. I jeśli diagnozujemy czy leczymy dziecko, musimy wiedzieć, kiedy jego mózg nie rozwija się w sposób prawidłowy, mówi Schiff.
      Drugie zaskakujące odkrycie polegało zaś na zauważeniu podobieństw, nie różnic. Niezależnie od płci czy wielkości dziecka, niespodziewanie okazało się, że stosunek pomiędzy wielkością mózgu, a objętością płynu mózgowo-rdzeniowego, jest taki sam. [...] Dotychczas o tym nie wiedziano, a to przecież stosunek płynu mózgowo-rdzeniowego do mózgu jest tym, co próbujemy regulować, gdy leczymy dziecko z wodogłowia, stwierdza uczony.
      Naukowcy chcą teraz badać stosunek wielkości mózgu do objętości płynu mózgowego i mają nadzieję znaleźć mechanizm, który za to odpowiada oraz funkcje, którym ten stały stosunek służy.
      Amerykanie mówią też, że rozstrzygnęli spór dotyczący płata skroniowego. Po 2. roku życia lewy płat skroniowy, w którym ulokowane są ośrodki językowe, jest przez okres dzieciństwa wyraźnie większy niż prawy płat. Jednocześnie jednak hipokamp, którego zaburzenia mogą być przyczyną epilepsji, jest większy w prawym płacie skroniowym.
      Ustalenie prawidłowych krzywych wzrostu tych często zaangażowanych w epilepsję struktur pozwoli nam sprawdzić, czy zostały one uszkodzone lub czy są mniejsze niż powinny, dodaje Schiff. Pozwoli to też lepiej zrozumieć prawidłową wielkość mózgu w późniejszym okresie życia.
      Mózg osiąga największą objętość w okresie dojrzewania. Później się kurczy, a u osób z pewnymi typami demencji kurczy się szybciej. Jeśli lepiej zrozumiemy wzrost mózgu i stosunek wielkości mózgu do objętości płynu mózgowo-rdzeniowego w każdym wieku, to nie tylko poprawimy diagnostykę, ale też metody leczenia, zapewnia Schiff.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...