Niesamowity mózg
Mózg rzeźbi nie tylko to, kim jesteśmy, ale także świat, którego doświadczamy. Mówi nam, co zobaczyć, co usłyszeć i co powiedzieć. Rozszerza się, aby dostosować się do nowego języka lub umiejętności, których się uczymy. Opowiada historie, kiedy śpimy. Wysyła sygnały alarmowe i pobudza ciało do biegania lub walki, gdy wyczuje niebezpieczeństwo. Mózg dostosowuje się do otoczenia, więc nie denerwuje nas stały zapach starego domu lub ciągły szum klimatyzacji. Nasze mózgi patrzą na słońce i mówią naszemu ciału, która jest godzina. Mózg przechowuje wspomnienia, zarówno bolesne, jak i przyjemne.
Ale choć mózg jest niezbędny do naszego istnienia, jest dla nas tak tajemniczy jak planeta z odległej galaktyki. Nawet w 2018 roku neuronaukowcy wciąż odkrywają fundamentalne fakty na temat tego z grubsza 3 funtów. (1,4 kilograma) luzem tkanki. Czasami badacze dostrzegają ludzki mózg lub widzą, co dzieje się z osobą, gdy brakuje dużej części mózgu. Innym razem naukowcy muszą badać myszy, aby dowiedzieć się więcej o mózgach ssaków, a następnie zgadnąć, w jaki sposób te odkrycia odnoszą się do naszych własnych mózgów.
Oto kilka fascynujących rzeczy, których nauczyliśmy się o mózgu w 2018 roku.
Nowy rodzaj neuronu
Nie każdego dnia naukowcy odkrywają zupełnie nowy rodzaj komórek w ludzkim mózgu, szczególnie takich, których nie ma u ulubionych, nieludzkich badanych neurobiologów, myszy. „Neuron dzikiej róży”, nazwany tak ze względu na krzaczasty wygląd, wymykał się naukowcom do tego roku, częściowo dlatego, że jest tak rzadki.
Ta nieuchwytna komórka mózgowa stanowi zaledwie około 10 procent pierwszej warstwy kory nowej, jednej z najnowszych części mózgu pod względem ewolucji (co oznacza, że dalekie przodkowie współczesnych ludzi nie mieli tej struktury). Kora nowa odgrywa rolę w widzeniu i słyszeniu. Naukowcy nie wiedzą jeszcze, co robi neuron dzikiej róży, ale odkryli, że łączy się on z innymi neuronami zwanymi komórkami piramidalnymi, rodzajem neuronu pobudzającego i hamuje je.
U.D., pacjent neurobiologii
Chłopiec, znany w literaturze medycznej jako „U.D.” usunięto jedną trzecią prawej półkuli mózgu cztery lata temu w celu ograniczenia jego wyniszczających napadów. Część mózgu, która została usunięta, obejmowała prawą stronę płata potylicznego (centrum przetwarzania wzroku mózgu) i większość jego prawego płata skroniowego, centrum przetwarzania dźwięku mózgu. Teraz 11 lat, U.D. nie widzi lewej strony swojego świata, ale funkcjonuje tak samo dobrze jak inni w jego wieku w przetwarzaniu poznawczym i wzrokowym, nawet bez tej kluczowej części mózgu.
To dlatego, że obie strony mózgu przetwarzają większość aspektów widzenia. Ale prawo dominuje w wykrywaniu twarzy, podczas gdy lewa dominuje w przetwarzaniu słów, zgodnie ze studium przypadku napisanym o U.D.
To badanie pokazuje plastyczność mózgu; przy braku prawego centrum przetwarzania wzroku w U.S. lewe centrum wkroczyło, aby to zrekompensować. Rzeczywiście, naukowcy odkryli, że lewa strona mózgu USA wykrywa twarze tak dobrze, jak prawa.
Mózg może zawierać bakterie
Nasz mózg może być pełen bakterii. Ale nie martw się - nie wygląda na to, aby spowodowały jakąkolwiek szkodę.
Wcześniej naukowcy uważali, że mózg jest środowiskiem wolnym od bakterii i że obecność drobnoustrojów jest oznaką choroby. Jednak wstępne wyniki badań zaprezentowanych w tym roku na dużym dorocznym spotkaniu naukowym Society for Neuroscience wykazały, że w naszych mózgach mogą znajdować się nieszkodliwe bakterie.
Badacze w tym badaniu badali 34 mózgi pośmiertne, szukając różnic między osobami ze schizofrenią a osobami bez tej choroby. Jednak naukowcy nadal obserwowali na swoich obrazach obiekty w kształcie prętów, które okazały się bakteriami.
Mikroorganizmy zdawały się mieszkać w niektórych miejscach mózgu bardziej niż w innych; obszary te obejmowały hipokamp, kory przedczołowej i istoty czarnej. Drobnoustroje znaleziono również w komórkach mózgu zwanych astrocytami, które znajdowały się w pobliżu bariery krew-mózg, „ściany granicznej”, która chroni mózg.
Naukowcy stwierdzili, że odkrycia nie zostały jeszcze opublikowane w czasopiśmie naukowym, a dalsze badania są potrzebne, aby je potwierdzić.
Mózg jest magnetyczny
Nasze mózgi są magnetyczne. A przynajmniej mózgi zawierają cząstki, które można namagnesować. Ale naukowcy tak naprawdę nie wiedzą, dlaczego te cząsteczki znajdują się w mózgu lub skąd się wzięły. Niektórzy badacze uważają, że te magnesowalne cząsteczki służą celowi biologicznemu, podczas gdy inni twierdzą, że cząsteczki dostały się do mózgu z powodu zanieczyszczenia środowiska.
W tym roku naukowcy ustalili, gdzie te cząsteczki znajdują się w mózgu. Naukowcy stwierdzili, że wyniki ich badań dostarczają dowodów na to, że cząstki są tam z jakiegoś powodu. Jest tak, ponieważ we wszystkich mózgach badanych przez naukowców - od siedmiu osób, które zmarły na początku lat 90. między 54 a 87 rokiem życia - cząstki magnetyczne zawsze były skoncentrowane w tych samych obszarach. Badacze odkryli również, że większość części mózgu zawierała te małe magnesy.
Wiele mózgów zwierząt ma również cząstki magnetyczne, a nawet sugeruje się, że zwierzęta używają tych cząstek do nawigacji. Co więcej, rodzaj bakterii zwanych bakteriami magnetotaktycznymi wykorzystuje cząsteczki do orientowania się w przestrzeni.
Wirus odpowiedzialny za ludzką świadomość?
Starożytny wirus zainfekował ludzi dawno temu, a ten najeźdźca pozostawił swój kod genetyczny w naszym DNA. W tym roku naukowcy odkryli, że fragmenty tego starożytnego wirusowego DNA odgrywają istotną rolę w komunikacji między komórkami mózgu, która jest wymagana do myślenia wyższego rzędu.
Nierzadko ludzie noszą przy sobie fragmenty wirusowego kodu genetycznego; około 40 do 80 procent ludzkiego genomu składa się z genów pozostawionych przez wirusy.
W tegorocznym badaniu naukowcy odkryli, że gen wirusowy o nazwie Arc gromadzi inne informacje genetyczne i przesyła je z jednej komórki nerwowej do drugiej. Ten gen pomaga również komórkom w reorganizacji w czasie. Co więcej, problemy z genem Arc zwykle występują u osób z autyzmem lub innymi zaburzeniami nerwowymi.
Naukowcy mają teraz nadzieję dowiedzieć się, jaki dokładnie mechanizm gen genowy Arc dostał się do naszego genomu i co dokładnie mówi naszym komórkom mózgowym.
Młode komórki w starym mózgu czy nie?
Nasze ciała nieustannie pozbywają się starych komórek i tworzą nowe. Ale przez dziesięciolecia naukowcy wierzyli, że ten obrót komórek nie miał miejsca w starzejących się mózgach. Jednak w ostatnich latach badania przeprowadzone na myszach - i niektóre wczesne badania przeprowadzone na ludziach - wzbudziły wątpliwości dotyczące tego pojęcia.
W tym roku artykuł dostarczył pierwszy silny dowód na to, że starsze mózgi wytwarzają nowe komórki. Naukowcy badali 28 nieśmiertelnych mózgów osób zmarłych w wieku od 14 do 79 lat. Naukowcy pokroili hipokamp każdego mózgu, obszar mózgu ważny dla uczenia się i pamięci, a następnie policzyli liczbę młodych komórek, które nie były w pełni dojrzałe. Naukowcy odkryli, że starsze mózgi miały tyle nowych komórek, co młodsze mózgi, ale starsze mózgi wytwarzały mniej nowych naczyń krwionośnych i połączeń między komórkami mózgu.
Aby jednak skomplikować sprawę, inne badanie, opublikowane na miesiąc przed tym, znalazło coś przeciwnego, stwierdzając, że dorosłe mózgi nie wytwarzają nowych komórek w hipokampie. Nieporozumienie może wynikać ze sposobu, w jaki mózgi zostały zachowane w dwóch badaniach oraz rodzajów badanych mózgów. (Wcześniejsze badanie dotyczyło mózgów o różnych stanach zdrowia, podczas gdy późniejsze badania dotyczyły tylko mózgów bez chorób. Mogli również zastosować różne techniki konserwacji, które mogłyby wpływać na komórki.)
Twój mózg na stres
Zła wiadomość: Stres może zmniejszyć mózg. Tak wynika z badań opublikowanych w październiku tego roku.
W badaniu naukowcy przyjrzeli się ponad 2000 zdrowym osobom w średnim wieku i stwierdzili, że osoby z wyższym poziomem hormonu stresu kortyzol mają nieco mniejszą objętość mózgu niż osoby z normalną ilością hormonu. Osoby z wyższym poziomem kortyzolu również źle radziły sobie z testami pamięci niż osoby z prawidłowym poziomem hormonu. Należy zauważyć, że oba ustalenia są związkami między stresem a mózgiem, a nie ustaleniami przyczynowo-skutkowymi.
Stres jest normalny dla organizmu: w momentach stresu poziom kortyzolu wzrasta wraz z innym hormonem, adrenaliną. Hormony te współpracują ze sobą, aby wprowadzić twoje ciało w reakcję walki lub ucieczki. Ale gdy stresująca część się skończy, poziom kortyzolu powinien się zmniejszyć. Jednak nie zawsze to robią. Niektóre osoby, szczególnie w tym współczesnym życiu, mogą mieć podwyższone poziomy kortyzolu przez długi czas. Naukowcy stwierdzili, że zmniejszenie stresu - na przykład poprzez lepszy sen, ćwiczenia, techniki relaksacyjne i przyjmowanie leków zmniejszających poziom kortyzolu - może przynieść szereg korzyści.
Czy twój mózg pozwala ci słyszeć własne kroki?
Kliknij, kliknij, kliknij: Być może masz mózg, aby podziękować za to, że oszczędzasz ci słyszenia na każdym kroku. Badanie przeprowadzone w tym roku na myszach wykazało, że mózg myszy anulował dźwięk własnych kroków zwierzęcia. Dzięki temu stworzenia lepiej słyszały inne dźwięki w swoim otoczeniu, takie jak odgłosy drapieżnika.
Naukowcy odkryli, że mózg myszy zbudował filtr szumów, gdy mózg przyzwyczaił się do określonego dźwięku. Dokonano tego poprzez połączenie komórek w korze ruchowej, obszarze mózgu zaangażowanym w ruch, do kory słuchowej, obszarze związanym z dźwiękiem. Mówiąc najprościej, komórki mózgowe w sygnale ognia kory ruchowej blokują komórki mózgowe w korze słuchowej przed odpalaniem własnych sygnałów - zasadniczo wyciszając kory słuchowej.
I chociaż badanie przeprowadzono na myszach, naukowcy uważają, że wyniki mogą odnosić się również do ludzi. To dlatego, że mamy już podobne systemy. Na przykład mózgi łyżwiarzy figurowych dowiadują się, jakich ruchów się spodziewać, a neurony hamujące eliminują odruchy, które uniemożliwiłyby tym sportowcom obracanie się i wykonywanie szalonych ruchów.
Leki psychodeliczne mogą zmieniać strukturę komórek mózgowych
Według nowych badań leki psychodeliczne mogą fizycznie zmieniać strukturę komórek mózgowych. Badania przeprowadzono na komórkach mózgowych w naczyniach laboratoryjnych i na zwierzętach, ale jeśli odkrycia będą prawdziwe dla ludzi, wyniki mogą oznaczać, że leki te mogą pomóc ludziom z niektórymi zaburzeniami nastroju.
Dzieje się tak, ponieważ u osób z depresją, lękami lub innymi zaburzeniami nastroju neurony w korze przedczołowej, część mózgu ważna dla kontrolowania emocji, mają tendencję do kurczenia się. A ich gałęzie - których neurony używają do rozmowy z innymi neuronami - mają tendencję do cofania się. Ale kiedy naukowcy dodali leki psychodeliczne, w tym LSD i MDMA, do płytek Petriego z neuronami szczura, odkryli, że wzrosła liczba połączeń i rozgałęzień w komórkach nerwowych.
Drugi mózg w jelitach?
Miliony komórek mózgowych żyją w jelicie grubym, a ponieważ komórki te funkcjonują bez żadnych instrukcji z mózgu lub kręgosłupa, naukowcy czasami określają ich masę jako „drugi mózg”. Ale ta masa ma również naukową nazwę: jelitowy układ nerwowy. Nowe badanie przeprowadzone na myszach pokazuje, że system jest dość inteligentny; może wystrzelić zsynchronizowane neurony, aby stymulować mięśnie i koordynować ich aktywność, dzięki czemu może np. usuwać odchody z organizmu.
Właściwy mózg (mózg w twojej głowie) może to również zrobić - zsynchronizować odpalanie neuronów - we wczesnych stadiach rozwoju mózgu. Oznacza to, że działania neuronów w jelitach mogą być „pierwotną właściwością” z pierwszych etapów ewolucji drugiego mózgu. Niektórzy naukowcy nawet hipotezują, że drugi mózg ewoluował przed pierwszym i że ten wzór strzelania pochodzi z najwcześniej działającego mózgu w ciele.
