Oamenii de știință au descoperit un model universal de unde cerebrale la mai multe specii de primate, inclusiv la oameni.
Acest model de activitate electrică este observat în cele șase straturi de țesut care acoperă exteriorul creierului mamiferelor, cunoscut sub numele de cortex cerebral. La primate, undele cu frecvență mai mare de activitate electrică dansează prin straturile cele mai superficiale, în timp ce undele mai lente bule în straturi de dedesubt.
Ubicuitatea acestor unde cerebrale a fost dezvăluită într-un studiu recent, publicat în ianuarie în jurnal Neuroștiința naturii. Iar cercetările anterioare efectuate de unii dintre aceiași cercetători sugerează că tiparele distincte de activitate pot reflecta modul în care creierul schimbă în mod conștient focalizarea de la o informație la alta.
Undele mai lente ale creierului din porțiunile mai profunde ale cortexului acționează ca gardieni, dictând ce fragmente de informații intră și rămân în gândirea conștientă, a spus autorul principal al studiului. André Bastos, profesor asistent de psihologie la Universitatea Vanderbilt. Undele rapide, care reflectă acele gânduri conștiente, se numesc ritmuri gamma și variază între 50 și 150 de herți. Undele lente, între timp, sunt numite ritmuri alfa-beta și rulează aproximativ 10 până la 30 de herți.
„Aveți informații care vin care pot fi reprezentate de explozii gamma și vârfuri”, a spus Bastos pentru Live Science. „Și apoi poți avea un alt mecanism pentru a spune: „Nu-mi mai pasă, dezactivează-l”. Aceasta este treaba undelor alfa-beta – să scoți un gând de pe scenă pentru a lăsa un altul să urce.
Legate de: Cea mai detaliată hartă a creierului uman conține vreodată 3.300 de tipuri de celule
În timp ce anterior era student postdoctoral la Institutul de Tehnologie din Massachusetts (MIT), Bastos a condus un număr de studiile maimuțelor pentru a dezvălui cum funcționează acest mecanism în unele părți ale cortexului cerebral. Acum, în ziarul din ianuarie, „am arătat universalitatea acestor modele”, a spus el. Oamenii de știință au descoperit că modelul a apărut în mod constant în 14 regiuni diferite ale cortexului, nu doar în câteva.
„Ceea ce am arătat aici este că nu este prezent doar într-o zonă sau alta, ci este într-adevăr prezent pe tot parcursul”, a spus Bastos. Iar cercetătorii au mai arătat că apare la trei primate diferite: macaci (Macaca), marmosets (Callithrix jacchus) și oameni.
Oamenii de știință din patru instituții – Vanderbilt, MIT, Institutul Olandez pentru Neuroscience și Universitatea din Western Ontario din Canada – au colaborat pentru a colecta acest tez de date despre creier de la maimuțe și oameni. Ei au folosit dispozitive numite sonde laminare multicontact pentru a înregistra activitatea din toate straturile cortexului simultan. Sondele au fost încorporate chirurgical în diferite părți ale cortexului – prin urmare, pentru subiecții umani ai studiului, dispozitivele au fost implantate la câteva persoane care erau supuse unei intervenții chirurgicale pe creier pentru epilepsie sau tulburări de mișcare.
„În esență, este doar o versiune foarte micro a EEG”, sau electroencefalogramă, o modalitate de a înregistra activitatea electrică a creierului, a spus Bastos. Diferența este că EEG folosește cel mai adesea electrozi în exteriorul scalpului și astfel, prin acel os și țesut, adună o imagine mai neclară a activității care se întâmplă în toate straturile corticale de dedesubt.
Sondele laminare oferă o imagine mai de înaltă rezoluție, prin comparație. În cadrul studiului, datele adunate de dispozitive au fost introduse într-un algoritm al designului cercetătorilor care a descifrat stratul cortical din care provin.
În acest fel, au descoperit un model universal de activitate cerebrală care apare în cortexul și între specii. Acest model este marcat de activitatea gamma de vârf în straturile 2 și 3 ale cortexului, mai aproape de craniu, și de activitatea de vârf alfa-beta în straturile 5 și 6, mai aproape de regiunile subcorticale ale creierului. Există, de asemenea, un punct de încrucișare în stratul 4.
Legate de: Cum stochează creierul amintirile?
Pentru a verifica dacă acest model a apărut la alte mamifere, echipa a analizat și ea mouse creier, dar activitatea observată în cortexul șoarecelui nu a fost aceeași.
Pe baza anteriorului maimuţă Studiile, Bastos și colegii bănuiesc că tiparele reflectă același proces mental la fiecare specie de primate, în care undele mai lente dictează ce date intră în gândirea conștientă. Cu toate acestea, nu au demonstrat asta definitiv.
În lucrarea Nature, toate primatele și oamenii s-au odihnit în timpul înregistrărilor creierului, nu s-au angajat într-o anumită sarcină. Studiile viitoare ar putea implica subiecții să îndeplinească sarcini similare în timp ce creierul lor este scanat; cercetările anterioare asupra maimuțelor le-au pus animalelor să îndeplinească sarcini centrate în jurul unui aspect al cunoașterii numit memorie de lucrucare implică păstrarea temporară a unei idei sau a unei date în minte, astfel încât să le puteți utiliza pentru o sarcină la îndemână, de exemplu.
Privind în perspectivă, cercetătorii speră să studieze dacă condițiile care afectează creierul perturbă modelul universal în moduri măsurabile. Alzheimer și schizofrenie au fost conectate cu activitatea gamma anormală din creier, de exemplu, astfel încât obținerea unei perspective mai profunde asupra motivului pentru care ar putea ajuta la diagnostic și tratament.
De asemenea, Bastos anticipează că tehnologiile de înregistrare a creierului vor continua să avanseze în viitor, permițând cercetătorilor să înregistreze simultan zeci de mii de neuroni în diferite părți ale creierului. „Există speranța că putem începe să înțelegem într-un mod mult mai profund care este baza neuronală a gândirii, de exemplu”, a spus Bastos, „sau care este baza neuronală pentru tipuri mai complexe de cunoaștere, pe care nu le avem. am putut să ating încă”.
Te-ai întrebat vreodată de ce unii oameni își construiesc mușchi mai ușor decât alții sau de ce ies pistruii la soare? Trimite-ne întrebările tale despre cum funcționează corpul uman community@livescience.com cu subiectul „Health Desk Q” și este posibil să vedeți răspunsul la întrebarea dvs. pe site!