10 jaunatklājumi par smadzenēm 2019. gadā

Smadzenes mums nosaka, ko darīt, kā rīkoties, ko domāt un ko teikt. Tās pat atceras svešinieku sejas uz ielas, kas pēc tam transformējas dīvainos tēlos mūsu sapņos. Mēs esam pakļauti šim sarežģītajam un brīnumainajam orgānam, lai dzīvotu un mācītos. Smadzenes joprojām tiek pētītas, tomēr lielākā daļa par tām vēl paliek neizzināta. Apkopojam nozīmīgākos 2019. gada atklājumus par smadzeņu brīnumaino dabu.

Dusmas sapnī

Miega laikā cilvēks var pieredzēt daudz dažādu emociju, pat dusmas. Zinātnieki to atklājuši, analizējot smadzeņu aktivitāti. Tika pētītas smadzeņu pieres daivas, kas kontrolē emociju regulāciju un iesaistās problēmu risināšanā. Atklājumi apliecina, ka asimetriska aktivitāte pieres daivās miega laikā un pirms iemigšanas norāda uz dusmu piedzīvošanu sapņojot. Atpūšoties un relaksējoties smadzenes izdala alfa viļņus, kas svārstās 8 – 12 Hz. Ja starp abām pieres daivām ir neatbilstība alfa aktivitātē (jo vairāk alfa viļņu izdalās, jo mazāk aktīvs ir konkrētais smadzeņu reģions), tas norāda, ka persona cenšas kontrolēt savas dusmas, un līdzīgi procesi notiek miega laikā.

https://www.jneurosci.org/content/39/24/4775

Vientuļās ekspedīcijas Antarktikā

Cilvēki, arī intraverti, ir sociālas būtnes, un vientulība nenāk par labu smadzenēm. Tika atklāts, ka deviņiem pētniekiem, kas pavadīja vairāk kā gadu Antarktikas tukšumā, atgriežoties smadzenes bija nedaudz sarāvušās. Zinātnieki salīdzināja smadzeņu izmeklējumus pirms un pēc došanās uz Antarktiku. Atklājās, ka, piemēram, hipokamps (smadzeņu reģions, kas iesaistās mācīšanās un atmiņas procesos), atgriežoties sabiedrībā, bija samazinājies apjomā. Līdzīgi pētnieku grupai bija pazemināts proteīnu līmenis (smadzeņu radītais neirotrofiskais faktors (BDNF)), kas stimulē jaunu smadzeņu neironu veidošanos, augšanu un dzīvotspēju. Pētnieki strādā pie tādiem risinājumiem kā virtuālās realitātes treniņiem, kas pasargātu no smadzeņu saraušanās riska sensorās un sociālās deprivācijas apstākļos.

https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMc1904905

Zaudētais ožas centrs

Pētnieku grupa atklājusi, ka ir neliela cilvēku daļa, kas var saost, pat ja viņiem trūkst kritiskā smadzeņu reģiona, kas nepieciešams, lai saostu. Ožas sīpols atrodas smadzeņu priekšējā daļā un apstrādā informāciju par smaržām, ko saožam ar degunu. Izpētes rezultātā atklājās, ka ir cilvēki, kuriem iztrūkst ožas sīpola, tomēr viņi spēj uztvert smaržu. Tomēr nav skaidrs, kas nodrošina šo cilvēku spēju saost. Pastāv viedoklis, ka šo funkciju pārņēmusi cita smadzeņu daļa, apstiprinot smadzeņu spēju adaptēties un pārņemt citu daļu funkcijas, taču varbūt saucamā ožas sīpola funkcija ir cita.

https://www.sciencenews.org/article/some-women-who-lack-olfactory-bulbs-can-still-sense-smell

Magnētiskie lauki

Daži dzīvnieki uztver un izmanto magnētisko lauku kā dabisku navigācijas sistēmu, taču izrādās, ka ir atsevišķi indivīdi, kas arī spēj uztvert planētas radīto magnētisko lauku. Veicot eksperimentu, dažiem dalībniekiem samazinājās smadzeņu viļņu aktivitāte, kas liecina par smadzeņu spēju uztvert signālu. Tomēr nav skaidrs, kāpēc daži spēj uztvert, bet citi ne, un kā smadzenes uztver šos signālus. Iepriekš veikti pētījumi atklājuši, ka arī cilvēka smadzenēs ir daudz mazu magnētisko daļiņu.

https://www.sciencedaily.com/releases/2018/07/180731125604.htm

Savas nāves noliegums

Nāve ir dabisks fenomens, tāpat kā dzīve un mīlestība. Tomēr mūsu smadzenes pasargā mūs no idejas par mūsu pašu nāvi, radot grūtības apsvērt šādu domu. Smadzenes pastāvīgi izmanto iepriekš pieredzēto informāciju, lai paredzētu, kas varētu notikt nākotnē līdzīgos gadījumos, tāpēc smadzenēm vajadzētu spēt to paredzēt par sevi pašu. Novērojot pētījuma dalībnieku smadzeņu reakciju uz faktu par viņu pašu nāvi, smadzeņu aktivitātes mērījumos prognozēšanas mehānisms attiecībā uz nāvi nenoreaģēja. Nav skaidrs kādēļ, taču pēc teorētiķu domām savas nāves apzināšanās samazinātu vēlmi vairoties un uzņemties risku, meklējot partneri.

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1053811919306688

Smadzeņu šķidruma plūsma

Miegā smadzeņu aktivitāte ir ļoti ritmiska, radot viļņus neironu aktivitātē. Taču šogad tika atklāts, kas vēl iesaistās šajā ritmiskajā ciklā – cerebrospinālais šķidrums. Tas aptver un pasargā galvas un muguras smadzenes, kā arī miega laikā attīra tās no atkritumu produktiem jeb olbaltumvielām, kas smadzeņu šūnām ir toksiskas. Analizējot pētījuma dalībnieku magnētiskās rezonanses izmeklējumus, atklājās, ka šis cerebrospinālais šķidrums patiešām miega laikā vienmērīgi nonāk smadzenēs; smadzeņu aktivitātei palēninoties, no smadzenēm izplūst asinis un ieplūst smadzeņu šķidrums jeb likvors. Turklāt šī plūsma ir tik vienmērīga un paredzama, ka pēc smadzeņu šķidruma plūsmas ir iespējams noteikt, vai cilvēks ir miegā vai nomodā. Šie rezultāti var sniegt ieskatu ar smadzeņu novecošanos saistītās problēmās, jo demences attīstības risks ir saistīts ar miega traucējumiem. Smadzeņu aktivitātei ir cieša saistība ar smadzeņu šķidruma plūsmu.

https://science.sciencemag.org/content/366/6465/628.abstract

Ja iztrūktu viena smadzeņu puslode

Smadzenēm piemīt apbrīnojama spēja mainīties un pielāgoties. Kādai pētījuma dalībnieku bērnu grupai tika izņemta viena smadzeņu puse, lai mazinātu epilepsijas lēkmes. Neskatoties uz to, viņi funkcionēja labi, jo otra smadzeņu puslode nostiprināja tās funkcijas. Tika salīdzinātas šo cilvēku smadzenes pieaugušā vecumā ar cilvēkiem, kuriem šāda iejaukšanās netika veikta. Izmeklējumi apliecināja, ka dalībniekiem ar vienu smadzeņu puslodi konkrēti smadzeņu reģioni, kuru funkcijā jāiesaistās abām puslodēm (piemēram, redzes centrs) funkcionēja tikpat labi kā tiem, kam smadzenes bija neskartas. Atklājās, ka saikne starp dažādām smadzeņu daļām bija pat spēcīgāka kā kontroles grupai, kas apliecina, ka smadzenes ir spējīgas kompensēt citas tās daļas zudumu.

https://www.sciencedaily.com/releases/2019/11/191120070710.htm

Valodas apguve

Kādā rakstā analoģiski salīdzināta valodas apguves ietilpība ar informācijas mērvienību, proti, dzimtās valodas apgūšanai smadzenēm būtu aptuveni nepieciešama disketes ietilpība. Vidējam angliski runājošam pieaugušajam būtu jāapgūst aptuveni 12,5 miljoni informācijas bitu jeb 1,5 megabaitu atmiņas. Liela daļa no smadzenēs saglabātās ar valodu saistītās informācijas nav tik ļoti saistīta ar gramatiku un sintaksi, bet sarežģītāks ir vārdu nozīmes apguves process. Pētnieki lēš, ka labākajā gadījumā pieaugušais spēj dienā atcerēties 1000-2000 bitus dzimtajā valodā, bet sliktākajā gadījumā – 120 bitus.

https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsos.181393

Mirušo smadzeņu šūnu atjaunošana

Zinātnieki ir spējuši atjaunot šūnu aktivitāti un asinsriti cūku smadzenēs stundu pēc to nāves. Šis radikālais eksperiments izaicināja ideju, ka pēc nāves smadzenēs notiek pēkšņi un neatgriezeniski bojājumi. Bet pētnieku grupa pierādīja, ka šūnu bojāeja notiek ilgākā laika posmā un dažos gadījumos to pat var atlikt vai atgriezt. Pētnieki izstrādāja pēcnāves smadzeņu izpētes sistēmu ar nosaukumu "BrainEx", kurā viņi sūknēja mākslīgās asinis smadzeņu artērijās. Eksperiments tika veikts 32 cūkām četras stundas pēc to nāves un atstāja šo šķīdumu smadzenēs sešas stundas. Atklājās, ka šī metode saglabāja smadzeņu šūnu struktūru, samazināja smadzeņu šūnu nāvi un daļai atjaunojās to aktivitāte. Tomēr izpētē netika novēroti procesi, kas liecinātu, ka smadzenes būtu pie apziņas, radot ētiskas dabas jautājumu, vai šajā laika periodā cūkas varēja uzskatīt par dzīvām. Kur ir robeža starp dzīvību un nāvi?

https://www.vox.com/science-and-health/2019/4/17/18410611/pig-brain-nature-study-revive-cell-death-brainex

Slēptā apziņa

Dažiem pacientiem, kas atrodas komā vai veģetatīvā stāvoklī, parādoties "slēptā apziņa”, liecina jūnijā publicētais pētījums. Pētnieki analizēja smadzeņu viļņus vairāk nekā 100 pacientiem, kuri pēc akūta traumatiska smadzeņu bojājuma nebija spējīgi reaģēt. Pētnieki atklāja, ka pāris dienas pēc traumas 1 no 7 pacientiem aktivizējās īpatnējs smadzeņu aktivitātes modelis ("slēptā apziņa"), kad tika sniegta komanda pakustināt rokas. Tas liecināja, ka pacienti uztvēra komandas, taču nespēja to izpildīt. Veicot izvērtējumu pēc Glāzgovas komas skalas gadu pēc traumas, 44% pacienti, kuriem aktivizējās “slēptās apziņas” pazīmes, spēja patstāvīgi funkcionēt vismaz astoņas stundas dienā, kamēr to spēja tikai 14% pacientu, kas neuzrādīja šīs pazīmes. Līdz ar to pacientiem ar agrīnām “slēptās apziņas” pazīmēm bija atveseļošanās potenciāls bija lielāks.

https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa1812757

Ir jaunas lietas, kuras Tu iespējams šogad vari atklāt, ja jau neesi paspējis to izdarīt pagājušo gad! Iesakām Tev atklāt Dinamisko neirofīdbeku smadzeņu treniņus!