Το εσωτερικό σύστημα χρονισμού του εγκεφάλου σας ενδέχεται να παίζει καθοριστικό ρόλο στο πόσο γρήγορα και αποτελεσματικά σκέφτεστε.
Ο ανθρώπινος εγκέφαλος διαχειρίζεται συνεχώς ροές πληροφοριών που κινούνται με πολύ διαφορετικές ταχύτητες. Ορισμένα σήματα απαιτούν άμεσες αντιδράσεις σε ξαφνικές αλλαγές του περιβάλλοντος, ενώ άλλα αφορούν πιο αργές μορφές σκέψης, όπως η ερμηνεία νοημάτων, το ευρύτερο πλαίσιο ή σύνθετες καταστάσεις.
Μια νέα μελέτη από το Rutgers Health, η οποία δημοσιεύθηκε στο Nature Communications, εξέτασε πώς ο εγκέφαλος συνδυάζει αυτές τις γρήγορες και αργές μορφές επεξεργασίας μέσω του δικτύου των συνδέσεων της λευκής ουσίας.
Οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι αυτός ο συντονισμός είναι απαραίτητος για τη γνωστική λειτουργία, τη συμπεριφορά και την ικανότητα να ανταποκρινόμαστε αποτελεσματικά στον κόσμο γύρω μας. Διαφορετικά μέρη του εγκεφάλου είναι «συντονισμένα» να επεξεργάζονται πληροφορίες σε συγκεκριμένα χρονικά εύρη. Οι επιστήμονες αναφέρονται σε αυτά τα πρότυπα ως ενδογενείς νευρωνικές χρονικές κλίμακες (INTs).
«Για να επιδράσουμε στο περιβάλλον μας μέσω των πράξεών μας, ο εγκέφαλός μας πρέπει να συνδυάζει πληροφορίες που επεξεργάζονται σε διαφορετικές χρονικές κλίμακες», δήλωσε ο Linden Parkes, επίκουρος καθηγητής Ψυχιατρικής στο Rutgers Health και κύριος συγγραφέας της μελέτης.
«Ο εγκέφαλος το επιτυγχάνει αυτό αξιοποιώντας τη συνδεσιμότητα της λευκής ουσίας για τη μεταφορά πληροφοριών μεταξύ των περιοχών, και αυτή η ενοποίηση είναι κρίσιμη για την ανθρώπινη συμπεριφορά» τόνισε.
Χαρτογραφώντας τα δίκτυα επικοινωνίας του εγκεφάλου
Για να εξερευνήσουν πώς λειτουργεί αυτό το σύστημα, ο Parkes και οι συνεργάτες του ανέλυσαν δεδομένα πολυτροπικής απεικόνισης εγκεφάλου από 960 άτομα. Η ομάδα δημιούργησε λεπτομερείς χάρτες των νευρωνικών συνδέσεων κάθε συμμετέχοντα -γνωστούς ως connectomes – και χρησιμοποίησε μαθηματικά μοντέλα σχεδιασμένα να παρακολουθούν πώς εξελίσσονται τα πολύπλοκα συστήματα με την πάροδο του χρόνου.
Αυτό επέτρεψε στους ερευνητές να μελετήσουν πώς ταξιδεύει η πληροφορία μέσα από τις οδούς επικοινωνίας του εγκεφάλου. «Η εργασία μας διερευνά τους μηχανισμούς που διέπουν αυτή τη διαδικασία στους ανθρώπους, μοντελοποιώντας απευθείας τις ενδογενείς χρονικές κλίμακες (INTs) των περιοχών μέσω της συνδεσιμότητάς τους», δήλωσε ο Parkes, βασικό μέλος του Ινστιτούτου Εγκεφαλικής Υγείας του Rutgers και του Κέντρου Προηγμένης Έρευνας Απεικόνισης του Ανθρώπινου Εγκεφάλου.
«Αυτό δημιουργεί μια άμεση σύνδεση ανάμεσα στον τρόπο που οι εγκεφαλικές περιοχές επεξεργάζονται τοπικά την πληροφορία και στον τρόπο που αυτή η επεξεργασία διαμοιράζεται σε όλο τον εγκέφαλο για να παραχθεί συμπεριφορά», σημείωσε.
Ταχύτητα εγκεφάλου και γνωστική ικανότητα
Η μελέτη διαπίστωσε ότι η διάταξη των νευρωνικών χρονικών κλιμάκων σε όλο τον εγκεφαλικό φλοιό επηρεάζει καθοριστικά το πόσο αποτελεσματικά μεταβαίνει ο εγκέφαλος μεταξύ μοτίβων δραστηριότητας μεγάλης κλίμακας που συνδέονται με τη συμπεριφορά. Οι ερευνητές ανακάλυψαν επίσης ότι αυτή η οργάνωση διαφέρει από άτομο σε άτομο.
«Διαπιστώσαμε ότι οι διαφορές στον τρόπο με τον οποίο ο εγκέφαλος επεξεργάζεται πληροφορίες σε διαφορετικές ταχύτητες, βοηθούν να εξηγήσουμε γιατί οι άνθρωποι διαφέρουν στις γνωστικές τους ικανότητες», δήλωσε ο Parkes.
Η ομάδα ανακάλυψε επίσης συνδέσεις ανάμεσα σε αυτά τα πρότυπα χρονισμού και τις γενετικές, μοριακές και κυτταρικές ιδιότητες των περιοχών του εγκεφάλου. Παρόμοια πρότυπα εντοπίστηκαν και σε ποντίκια, γεγονός που υποδηλώνει ότι αυτοί οι μηχανισμοί ενδέχεται να είναι κοινοί σε διαφορετικά είδη.
«Η εργασία μας αναδεικνύει έναν θεμελιώδη σύνδεσμο ανάμεσα στη συνδεσιμότητα της λευκής ουσίας του εγκεφάλου και τις τοπικές υπολογιστικές της ιδιότητες», δήλωσε ο Parkes. «Οι άνθρωποι των οποίων η εγκεφαλική “καλωδίωση” ταιριάζει καλύτερα με τον τρόπο που οι διάφορες περιοχές διαχειρίζονται τις γρήγορες και τις αργές πληροφορίες, τείνουν να παρουσιάζουν υψηλότερη γνωστική ικανότητα».
Προεκτάσεις για τις διαταραχές ψυχικής υγείας
Οι ερευνητές επεκτείνουν τώρα αυτή την εργασία για να διερευνήσουν νευροψυχιατρικές διαταραχές, συμπεριλαμβανομένης της σχιζοφρένειας, της διπολικής διαταραχής και της κατάθλιψης. Ελπίζουν να κατανοήσουν καλύτερα πώς οι αλλαγές στη συνδεσιμότητα του εγκεφάλου ενδέχεται να διαταράσσουν την επεξεργασία των πληροφοριών κατά την πάροδο του χρόνου.
Η μελέτη διεξήχθη σε συνεργασία με τον Avram Holmes, αναπληρωτή καθηγητή ψυχιατρικής και βασικό μέλος του Ινστιτούτου Εγκεφαλικής Υγείας του Rutgers και του Κέντρου Προηγμένης Έρευνας Απεικόνισης του Ανθρώπινου Εγκεφάλου, μαζί με τους μεταδιδακτορικούς ερευνητές Ahmad Beyh και Amber Howell, καθώς και τον Jason Z. Kim από το Πανεπιστήμιο Cornell.
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου