sobota, 21 lutego 2009

O czym myśli, gdy nie myśli, nasz mózg ?

Czym zajmuje się odpoczywający nasz mózg -
tym zgadnieniem zajął się prof. Marcus Raichle, neurolog z Washington University w St.Louis.
Badania te doprowadziły do odkrycia całego systemu- narządu w narządzie, który przez całe dzięciolecia pozostawał nieznany. Niektórzy nazywają go " neuronalnym motorem marzeń", inni przypisują mu odpowiedzialność za selekcję wspomnień i łączenie ich w spójną całość.
Układ ten uruchamia się w momencie, kiedy mózg nie ma innych zajęć i wtedy pracuje na pełnych obrotach, pochłaniając wiecej tlenu niż bijące serce. A oto jak doszło do tego odkrycia.
W latach 50-tych XX stulecia, przeprowadzono na University of Pennsylvania w Filadelfii następujący eksperyment: 20-letni student leżał przez godzinę na kozetce i rozwiązywał zadanie matematyczne.W tym czasie naukowcy za pomocą elektrod rozmieszczonych na jego głowie monitorowali fale mózgowe. Jednocześnie pobierano próbki krwi, w których oznaczano poziom tlenu i dwutlenku węgla. Doświadczenie miało wykazać, ile energii zużywa mózg w czasie pracy myślowej. Wyniki były zaskoczeniem, bo okazało się, że zużycie tlenu jest takie samo, bez względu na to, czy badany student odpoczywał czy też rozwiązywał skomplikowane zadanie.
Doświadczenie to wykazało, że wbrew dotychczasowym poglądom mózg żyje swoim własnym życiem.
W trzydzieści lat pózniej naukowcy zaczęli podejrzewać, że pozostając z pozoru w stanie uśpienia, mózg może się zajmować czymś istotnym.
W tym czasie do użytku weszła technika zwana PET (pozytonowa emisyjna tomografia komputerowa) dzięki której, po dożylnym podaniu znakowanej radioaktywnie glukozy przenikającej z krwią do mózgu, naukowcy mogli podpatrzeć aktywność neuronów.
Najpierw skanowano mózg ochotnika odpoczywającego z zmkniętymi oczami, następnie wykonywano skan w chwili gdy wykonywał zadanie wymagające intelektualnego wysiłku.
Po odjęciu jednego obszaru od drugiego określano zmiany w aktywności poszczególnych obszarów mózgu.
Profesor Marcus Raichle w trakcie badań ( z pomocą PET) wyznaczania obszarów mózgu związanych z rozpoznawaniem konkretnych słów, zauważył pewna prawidłowość- niektóre obszary mózgu wykazywały niezwykłą aktywność w czasie spoczynku badanego, by natychmiast się uspokoić gdy badany zaczynał wykonywać kolejne zadanie.
Wyniki układały się w niezwykle powtarzalny, jednolity wzór, układający się "w nieopisaną nigdy wcześniej sieć neuronalną"
Wyniki tych badań opublikowali w 2001 roku, sugerując, że wpadli na trop nieznanego wczesniej "trybu nieobecnego" - rodzaju wewnętrznego mechanizmu zabijania czasu, czegoś na kształt pasjansa, którym mózg zaczyna się zajmować kiedy tylko nie ma nic do roboty.
Aktywność neuronów koncentrowała sie w kilku punktach, ułożonych łukiem wzdłuż osi mózgu.
Obszar ten badacze określili mianem "sieci nieobecności".
Jednym z głównych elementów sieci nieobecności jest przyśrodkowa kora przedczołowa, odpowiedzialna za subiektywną ocene rzyczywistości. Niektóre elementy sieci maja również silne powiązania z hipokampem- ośrodkiem odpowiedzialnym za rejestrowanie i przywoływanie wspomnień autobiograficznych. Za pośrednictwem hipokampu sieć nieobecności dostaje się do wspomnień- surowca i pożywki dla marzeń. Według badaczy sieć nieobecności może służyć umysłowi jako "wewnętrzny próbnik" do oceny przyszłych posunięć i wyborów.
Wykorzystując technikę fMRI, czyli funkcjonalny rezonans magnetyczny do obrazowania pracy mózgu, dr Malia Mason z Dartmouth College ustaliła, że ludzie marzą tylko wówczas,gdy aktywna jest ich sieć nieobecności, a badani ochotnicy o wyjątkowo dużej aktywności tego systemu twierdzili, że często zdarza im się "gonitwa myśli". W snucie marzeń mózg angażuje się w każdej wolnej chwili. Przerywa tylko wtedy, kiedy ograniczone zasoby krwi, tlenu i glukozy kierowane są ku innym, ważniejszym zadaniom.
Odkryto również, że sieć nieobecności jest również aktywna we wczesnej fazie snu.Prawdopodobnie ta nocna praca ma na celu selekcję i utrwalenie wspomnień. Codziennie przez nasz mózg przewija się mnóstwo danych, ale tylko część z nich warto dodać do scenariusza naszego życia. Wspomnienia są sortowane ze względu na to, czy są dobre, bolesne czy też nieprzyjemne. Aby zapobiec narastaniu brzemienia w postaci zbędnych informacji, sieć nieobecności zaczyna działać, kiedy tylko ma taką możliwość. Wskazuje na to ścisłe powiązanie sieci nieobecności z hipokampem. Pożera ona również ogromne ilości glukozy w stosunku do ilości zużywanego tlenu. Glukoza jest w tym przypadku nie tylko surowcem energetycznym ale i budulcem do syntezy aminokwasów i neuroprzekazników, niezbędnych do tworzenia i "obsługi"
połaczeń synaptycznych. To właśnie synapsy** stanowią istotę pamięci i to one pochłaniają wiekszą część energii zasilającej mózg.
Odkrycie sieci nieobecności pomaga w badaniach nad chorobą Alzheimera, depresją, zespołem ADHD, autyzmem i schizofrenią.
Dziś już wiemy, że kiedy dajemy naszemu umysłowi odpocząć, nasze szare komórki ciężko pracują nad tym, byśmy nie zwariowali.

**synapsa-miejsce styku zakończenia aksonu jednego neuronu
z dendrytem lub ciałem innego neuronu

anabell
na podst. "New Scientist"
2008r.