Nowości

W końcu „szum w tle” mózgu może mieć znaczenie

Podczas snu Janna Lendner przedstawiła wyniki sympozjum badawczego w styczniu 2020 r., które wskazują na sposób spojrzenia na aktywność mózgu ludzi pod kątem oznak granicy między jawą a nieświadomością. W przypadku pacjentów w śpiączce lub w znieczuleniu niezwykle ważne może być prawidłowe dokonanie tego rozróżnienia przez lekarzy. Jest to jednak trudniejsze, niż mogłoby się wydawać, ponieważ gdy ktoś śni sen o szybkich ruchach oczu (REM), jego mózg wytwarza te same znajome, płynnie oscylujące fale mózgowe, jak wtedy, gdy nie śpi.

Lendner argumentował jednak, że odpowiedź nie leży w zwykłych falach mózgowych, ale raczej w aspekcie aktywności neuronalnej, który naukowcy mogą normalnie ignorować: nieregularnym szumie tła.

Niektórzy badacze wydawali się niedowierzający. „Powiedzieli mi:„ Więc mówisz mi, że w hałasie są jakieś informacje? ”- powiedział Lendner, rezydent anestezjologii w University Medical Center w Tybindze, Niemcy, który niedawno ukończył podoktorat na Uniwersytecie Kalifornijskim , Berkeley. “Powiedziałem tak. Czyjś hałas to sygnał dla kogoś innego ”.

Lendner jest jednym z rosnącej liczby neuronaukowców pobudzonych ideą, że szum w elektrycznej aktywności mózgu może zawierać nowe wskazówki dotyczące jego wewnętrznego funkcjonowania. To, co kiedyś uważano za neurologiczny odpowiednik irytujących zakłóceń w telewizji, może mieć głęboki wpływ na sposób, w jaki naukowcy badają mózg.

Sceptycy zwykli mawiać neurobiologowi Bradleyowi Voytekowi, że w tych hałaśliwych cechach aktywności mózgu nie ma nic wartego zbadania. Jednak jego własne badania zmian szumu elektrycznego w miarę starzenia się ludzi, a także wcześniejsza literatura dotycząca statystycznych trendów w nieregularnej aktywności mózgu, przekonały go, że czegoś im brakuje. Dlatego spędził lata, pracując nad sposobem pomocy naukowcom w ponownym przemyśleniu ich danych.

„Nie wystarczy stanąć przed grupą naukowców i powiedzieć:„ Hej, myślę, że robiliśmy coś źle ”- powiedział Voytek, profesor nadzwyczajny kognitywistyki i nauki o danych na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Diego. „Musisz dać im nowe narzędzie do robienia rzeczy” inaczej lub lepiej.

Bradley Voytek, profesor nadzwyczajny kognitywistyki i data science na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Diego, pomógł zwrócić uwagę na znaczenie aperiodycznej aktywności w mózgu, opracowując oprogramowanie do jej badania.: Jessica Voytek

We współpracy z neuronaukowcami z UC San Diego i Berkeley, Voytek opracował oprogramowanie, które izoluje regularne oscylacje – takie jak fale alfa, które są intensywnie badane zarówno u osób śpiących, jak i na jawie – ukrywając się w aperiodycznych częściach aktywności mózgu. Daje to neuronaukowcom nowe narzędzie do analizy zarówno regularnych fal, jak i aktywności aperiodycznej, aby wyodrębnić ich role w zachowaniu, poznaniu i chorobie.

Zjawisko, które Voytek i inni naukowcy badają na różne sposoby, ma wiele nazw. Niektórzy nazywają to „1 /fa nachylenie ”lub„ działalność bez skali ”; Voytek naciskał, aby zmienić jego nazwę na „sygnał aperiodyczny” lub „aktywność aperiodyczną”.

To nie jest tylko dziwactwo mózgu. Wzorce, których szukają Lendner, Voytek i inni, są związane ze zjawiskiem, które naukowcy zaczęli zauważać w złożonych systemach w całym świecie przyrody i technologii w 1925 r. Struktura statystyczna pojawia się w tajemniczy sposób w tak wielu różnych kontekstach, że niektórzy naukowcy uważają ją nawet za nieodkryte prawo natury.

Chociaż opublikowane badania dotyczą arytmicznej aktywności mózgu od ponad 20 lat, nikt nie był w stanie ustalić, co to naprawdę oznacza. Teraz jednak naukowcy dysponują lepszymi narzędziami do izolowania sygnałów nieokresowych w nowych eksperymentach, a także do przeszukiwania głębiej starszych danych. Dzięki algorytmowi Voytka i innym metodom, cała masa badań opublikowanych w ciągu ostatnich kilku lat zakłada, że ​​aktywność aperiodyczna zawiera ukryte skarby, które mogą przyspieszyć badania nad starzeniem się, snem, rozwojem dzieciństwa i nie tylko.

Co to jest aktywność okresowa?

Nasze ciała poruszają się w znanym rytmie bicia serca i oddechu – trwałych cykli niezbędnych do przetrwania. Ale w mózgu są równie ważne uderzenia bębna, które wydają się nie mieć wzoru i mogą zawierać nowe wskazówki dotyczące podstaw zachowania i poznania.

Kiedy neuron wysyła substancję chemiczną zwaną glutaminianem do innego neuronu, zwiększa się prawdopodobieństwo wyzwolenia przez biorcę; ten scenariusz nazywa się wzbudzeniem. I odwrotnie, jeśli neuron wypluwa neuroprzekaźnik, kwas gamma-aminomasłowy, czyli GABA, prawdopodobieństwo wyzwolenia neuronu biorcy jest mniejsze; to jest zahamowanie. Zbyt wiele z nich ma konsekwencje: oszalałe podniecenie prowadzi do drgawek, podczas gdy zahamowanie charakteryzuje sen i, w bardziej ekstremalnych przypadkach, śpiączkę.

Zostaw komentarz

Maciek Luboński
Z wykształcenia jestem kucharzem , ale to nie przeszkadza mi pisać dla Was tekstów z wielu ciekawych dziedzin , których sam jestem fanem.Piszę dużo i często nie na tak jak trzeba , ale co z tego skoro tak naprawdę liczy się pasja.

Najlepsze recenzje

Video

gallery

Facebook