Νευρώνες μετρονόμου: νέος τύπος νευρικού κυττάρου;

Νέες επιστημονικές έρευνες ανακάλυψαν έναν τύπο νευρώνα που θα λειτουργούσε ως ένα είδος ρολογιού ή μετρονόμου, διατηρώντας τον εγκέφαλο συγχρονισμένο.

Αυτά τα εγκεφαλικά κύτταρα, βαφτισμένα με το όνομα των νευρώνων μετρονόμων, θα μπορούσε να παίξει θεμελιώδη ρόλο στον συντονισμό της νευρικής δραστηριότητας.

• Σχετικό άρθρο: "Τύποι νευρώνων: χαρακτηριστικά και λειτουργίες"

Κύματα γάμμα: οι μαέστροι της ορχήστρας;

Ο εγκέφαλός μας είναι σαν μια μεγάλη αίθουσα συναυλιών. Προκειμένου να κατευθυνθούν και να διαχειριστούν πολυάριθμες και πολύπλοκες γνωστικές διαδικασίες, είναι απαραίτητο για πολλές ομάδες νευρώνων να ενεργοποιηθούν και, όπως και οι διαφορετικοί μέλη μιας μουσικής ορχήστρας, εργάζονται αρμονικά για να παράγουν μια συμφωνία διαδικασιών που μας επιτρέπουν να αντιληφθούμε και να αλληλεπιδράσουμε με περίπου.

Αλλά ακριβώς όπως οι ορχήστρες, ο εγκέφαλος μπορεί να χρειάζεται έναν μαέστρο για να διατηρεί όλα τα μέρη του ενεργά και συγχρονισμένα. Υπό αυτή την έννοια, υπάρχουν αρκετοί νευροεπιστήμονες που υποστηρίζουν ότι οι ρυθμοί γάμμα, τα κύματα Τα εγκεφαλικά κύτταρα που κυμαίνονται σε συχνότητα περίπου 40 κύκλων ανά δευτερόλεπτο, θα μπορούσαν να παίξουν Αυτή η λειτουργία.

Πιστεύεται ότι αυτές οι ταλαντώσεις των κυμάτων γάμμα θα λειτουργούσαν ως ένα είδος ρολογιού ή μετρονόμου που συντονίζει τη μεταφορά πληροφοριών από μια ομάδα νευρώνων στην άλλη, έτσι φαίνεται να υπάρχει Πολλά στοιχεία δείχνουν ότι ο ρόλος των κυμάτων γάμμα στη γνωστική επεξεργασία είναι θεμελιώδης.

Επί δεκαετίες έρευνας σε ανθρώπους και άλλα ζώα, έχουν βρεθεί μοτίβα σε πολλές περιοχές του εγκεφάλου που έχουν συσχετιστεί με μια ποικιλία γνωστικών διεργασιών, όπως η προσοχή ή η μνήμη δουλειά. Ορισμένες μελέτες έχουν συνδέσει ακόμη και διαταραχές σε αυτές τις ταλαντώσεις γάμμα με διάφορες νευρολογικές ασθένειες, συμπεριλαμβανομένης της νόσου του Αλτσχάιμερ και σχιζοφρένεια.

Ωστόσο, φαίνεται ότι δεν υπάρχει απόλυτη συναίνεση. Ορισμένοι νευροεπιστήμονες πιστεύουν ότι ο ρόλος που παίζουν τα κύματα γάμμα δεν θα ήταν τόσο καθοριστικός και διαβεβαιώνουν ότι Αυτοί οι ρυθμοί θα μπορούσαν να συσχετιστούν με την εγκεφαλική δραστηριότητα, αλλά δεν παρέχουν σημαντική συμβολή στην ίδιο.

Νευρώνες μετρονόμου: μελέτες σε ποντίκια

Για να διερευνηθεί εάν τα κύματα γάμμα έπαιξαν πραγματικά σημαντικό ρόλο στο συντονισμό της νευρικής δραστηριότητας, Οι νευροεπιστήμονες του πανεπιστημίου Brown Moore και Shin ξεκίνησαν τη μελέτη τους σε ποντίκια, ανακαλύπτοντας ότι ένα προηγουμένως άγνωστο σύνολο νευρώνων θα λειτουργούσε ως μετρονόμος.

Αυτά τα κύτταρα που ανακαλύφθηκαν πρόσφατα εκτοξεύτηκαν ρυθμικά σε συχνότητες γάμμα (30-55 κύκλοι ανά δευτερόλεπτο), ανεξάρτητα από το τι συνέβη στο εξωτερικό περιβάλλον και η πιθανότητα ότι ένα ζώο θα ανίχνευε ένα αισθητηριακό ερέθισμα συσχετίστηκε με την ικανότητα αυτών των νευρώνων να χειρίζονται χρόνος.

Οι Moore και Shin ξεκίνησαν την έρευνά τους ως μια γενική αναζήτηση για την εγκεφαλική δραστηριότητα που σχετίζεται με την αντίληψη της αφής. Και για να το κάνουν, εμφύτευσαν ηλεκτρόδια σε μια συγκεκριμένη περιοχή του σωματοαισθητηριακού φλοιού του ποντικιού, υπεύθυνη για την επεξεργασία των εισροών από τις αισθήσεις. Στη συνέχεια, μέτρησαν τη νευρική δραστηριότητα ενώ παρατήρησαν την ικανότητα των τρωκτικών να αισθάνονται το λεπτό χτύπημα στα μουστάκια τους.

Οι ερευνητές εστίασαν στις ταλαντώσεις γάμμα και αποφάσισε να αναλύσει μια συγκεκριμένη ομάδα εγκεφαλικών κυττάρων, που ονομάζονται ταχέως επιταχυνόμενοι ενδονευρώνες, επειδή προηγούμενες μελέτες είχαν προτείνει ότι μπορούσαν να συμμετάσχουν στη δημιουργία αυτών των γρήγορων ρυθμών. Η ανάλυση αποκάλυψε ότι, όπως ήταν αναμενόμενο, ο βαθμός στον οποίο αυτά τα κελιά πυροβόλησαν Οι συχνότητες γάμμα προέβλεπαν πόσο καλά τα ποντίκια θα μπορούσαν να ανιχνεύσουν την επαφή με τους φαβορίτα.

Αλλά όταν οι νευροεπιστήμονες έψαξαν στη μελέτη, βρήκαν κάτι περίεργο. Και είναι ότι περίμεναν ότι τα κύτταρα που θα ενεργοποιούνταν ως απόκριση σε ένα αισθητήριο ερέθισμα, θα έδειχναν τους ισχυρότερους δεσμούς με την αντιληπτική ακρίβεια. Ωστόσο, κατά την εξέταση των κυττάρων, αυτός ο σύνδεσμος είχε εξασθενήσει. Συνειδητοποίησαν λοιπόν ότι ίσως τα κύτταρα δεν είναι αισθητήρια και λειτουργούν ως χρονομέτρητες, ανεξάρτητα από το τι συμβαίνει στο περιβάλλον.

Επαναλαμβάνοντας την ανάλυση μόνο με τα κύτταρα που δεν ανταποκρίθηκαν στην αισθητηριακή είσοδο, η σύνδεση με την αντιληπτική ακρίβεια έγινε ισχυρότερη. Εκτός από το ότι δεν διαταράσσεται από το εξωτερικό περιβάλλον, αυτό το συγκεκριμένο υποσύνολο νευρώνων έτεινε να αυξάνεται τακτικά σε διαστήματα εύρους γάμμα, όπως ένας μετρονόμος. Είναι περισσότερο, Όσο πιο ρυθμικά ήταν τα κύτταρα, τόσο καλύτερα τα ζώα έδειχναν να ανιχνεύουν το χτύπημα του μουστάκι. Αυτό που φαινόταν να συμβαίνει, συνεχίζοντας με τη μεταφορά της εναρκτήριας αίθουσας συναυλιών, είναι ότι όσο καλύτερος είναι ο μαέστρος στη διαχείριση του χρόνου, τόσο καλύτερη θα είναι η ορχήστρα.

• Μπορεί να σας ενδιαφέρει: "Τύποι εγκεφαλικών κυμάτων: Δέλτα, Θήτα, Άλφα, Βήτα και Γάμμα"

τα ρολόγια του εγκεφάλου

Όλοι έχουμε ακούσει για το εσωτερικό ρολόι ή το βιολογικό ρολόι κάποια στιγμή. Και είναι αυτό Ο εγκέφαλός μας ανταποκρίνεται στο πέρασμα του χρόνου μέσω των φυσιολογικών συστημάτων που μας επιτρέπουν να ζούμε σε αρμονία με τους ρυθμούς της φύσης, όπως οι κύκλοι της ημέρας και της νύχτας, ή εκείνος των εποχών.

Ο ανθρώπινος εγκέφαλος χρησιμοποιεί δύο «ρολόγια». Το πρώτο, το εσωτερικό μας ρολόι, το οποίο μας επιτρέπει να ανιχνεύουμε το πέρασμα του χρόνου και είναι απαραίτητο να λειτουργούμε στην καθημερινότητά μας. Με αυτό το ρολόι μπορούμε, για παράδειγμα, να μετρήσουμε το χρόνο που μεσολάβησε μεταξύ δύο δραστηριοτήτων, να ξέρουμε πόσο χρόνο έχουμε αφιερώσει κάνοντας μια εργασία όπως οδήγηση ή μελέτη, αφού διαφορετικά αυτού του είδους οι μικροδουλειές θα συνεχίζονταν επ' αόριστον χωρίς να έχουμε ιδέα για το χρόνο που πέρασε. το παρελθόν.

Το δεύτερο ρολόι όχι μόνο μπορούσε να κινηθεί παράλληλα με το πρώτο, αλλά μπορούσε ακόμη και να το ανταγωνιστεί. Αυτό το εγκεφαλικό σύστημα θα στεγαζόταν μέσα στο πρώτο ρολόι, και θα λειτουργούσε σε συνεργασία με τον εγκεφαλικό φλοιό για την ενσωμάτωση χρονικών πληροφοριών. Αυτός ο μηχανισμός θα εκτελούνταν, για παράδειγμα, τις στιγμές που το σώμα μας προσέχει πώς έχει περάσει ο χρόνος.

Η αίσθηση της επίγνωσης του χρόνου που πέρασε είναι εξίσου απαραίτητη με τη διατήρηση της μνήμης του τι κάναμε κατά τη διάρκεια της διαδικασίας. Και εδώ είναι που παίζει ρόλο μια δομή του εγκεφάλου όπως ο εγκέφαλος. ιππόκαμπος, επιφορτισμένος με διαδικασίες όπως η αναστολή, η μακροπρόθεσμη μνήμη ή ο χώρος, καθώς και να παίζει θεμελιώδη ρόλο στη μνήμη του χρόνου, σύμφωνα με τις τελευταίες επιστημονικές μελέτες.

Στο μέλλον, θα είναι απαραίτητο να συνεχίσουμε να αναπτύσσουμε νέες θεραπείες και να διερευνούμε τη σχέση μεταξύ αυτών των δομών του εγκεφάλου και των εσωτερικών μας ρολογιών με νευροεκφυλιστικές ασθένειες. όπως το Αλτσχάιμερ και άλλοι τύποι άνοιας, καθώς και με ψυχικές διαταραχές και ασθένειες του εγκεφάλου στις οποίες εμπλέκονται διαδικασίες εκφυλισμού της έννοιας του χρόνου και του χώρου σωματικά.

Βιβλιογραφικές αναφορές:

• Brown University (2019). Οι νευροεπιστήμονες ανακαλύπτουν τον τύπο νευρώνων που λειτουργεί ως μετρονόμος του εγκεφάλου. ScienceDaily. Διαθέσιμο σε: https://www.sciencedaily.com/releases/2019/07/190718112415.htm.