10 rzeczy, których nauczyliśmy się o mózgu w 2018 roku

Niesamowity mózg

Mózg kształtuje nie tylko to, kim jesteśmy, ale także świat, którego doświadczamy. Mówi nam, co zobaczyć, co usłyszeć i co powiedzieć. Rozszerza się, aby dostosować się do nowego języka lub umiejętności, których się uczymy. Opowiada historie, kiedy śpimy. Wysyła sygnały alarmowe i pobudza ciało do ucieczki lub walki, gdy wyczuje niebezpieczeństwo. Mózg dostosowuje się do otoczenia, więc nie denerwuje nas ciągły zapach starego domu lub ciągły szum klimatyzacji. Nasze mózgi patrzą w słońce i informują nasze ciało, która jest godzina. Mózg przechowuje wspomnienia, zarówno bolesne, jak i przyjemne.

Ale mózg jest tak istotny dla naszego istnienia, że ​​jest dla nas tak tajemniczy, jak planeta z odległej galaktyki. Nawet w 2018 roku neuronaukowcy wciąż odkrywają fundamentalne fakty na temat tego około 3 funtów. (1,4 kg) masy tkanki. Czasami naukowcy dostrzegają ludzki mózg lub widzą, co dzieje się z osobą, gdy brakuje dużej części mózgu. Innym razem naukowcy muszą zbadać myszy, aby dowiedzieć się więcej o mózgach ssaków, a następnie zgadnąć, w jaki sposób te odkrycia odnoszą się do naszych mózgów.

Oto kilka fascynujących rzeczy, których dowiedzieliśmy się o mózgu w 2018 roku.

Nowy rodzaj neuronu

Nie każdego dnia naukowcy odkrywają zupełnie nowy typ komórki w ludzkim mózgu, zwłaszcza taką, której nie ma w myszach, ulubionych neuronaukowcach. „Neuron dzikiej róży”, nazwany tak ze względu na swój krzaczasty wygląd, umykał naukowcom do tego roku, częściowo dlatego, że jest tak rzadki.

Ta nieuchwytna komórka mózgowa stanowi tylko około 10 procent pierwszej warstwy kory nowej, jednej z najnowszych części mózgu pod względem ewolucji (co oznacza, że ​​odlegli przodkowie współczesnych ludzi nie mieli takiej struktury). Kora nowa odgrywa rolę w widzeniu i słyszeniu. Naukowcy nie wiedzą jeszcze, co robi neuron dzikiej róży, ale odkryli, że łączy się z innymi neuronami zwanymi komórkami piramidalnymi, rodzajem neuronu pobudzającego, i hamuje je.

[Przeczytaj więcej o neuronie dzikiej róży]

U.D., pacjent neurobiologii

Chłopiec, znany w literaturze medycznej jako „U.D.” cztery lata temu usunięto mu jedną trzecią prawej półkuli mózgu w celu zmniejszenia jego wyniszczających napadów. Część mózgu, która została usunięta, obejmowała prawą stronę płata potylicznego (ośrodek przetwarzania wzroku w mózgu) i większość prawego płata skroniowego, czyli centrum przetwarzania dźwięku w mózgu. Teraz ma 11 lat, U.D. nie widzi lewej strony swojego świata, ale funkcjonuje tak samo dobrze jak inni w jego wieku w przetwarzaniu poznania i widzenia, nawet bez tej kluczowej części mózgu.

Dzieje się tak, ponieważ obie strony mózgu przetwarzają większość aspektów widzenia. Ale prawica dominuje w wykrywaniu twarzy, podczas gdy lewa dominuje w przetwarzaniu słów, zgodnie ze studium przypadku napisanym o U.D.

To badanie pokazuje plastyczność mózgu; przy braku prawego centrum przetwarzania wzroku U.D. lewy ośrodek wkroczył, aby to zrekompensować. Rzeczywiście, naukowcy odkryli, że lewa strona mózgu U.D. wykrywa twarze równie dobrze, jak prawa.

[Przeczytaj więcej o U.D.]

Mózg może zawierać bakterie

Nasze mózgi mogą roić się od bakterii. Ale nie martw się - wygląda na to, że nie powodują żadnych szkód.

Wcześniej naukowcy uważali, że mózg jest środowiskiem wolnym od bakterii, a obecność drobnoustrojów jest oznaką choroby. Jednak wstępne ustalenia z badania przedstawionego w tym roku na dużym dorocznym spotkaniu naukowym Society for Neuroscience wykazały, że w naszych mózgach mogą znajdować się nieszkodliwe bakterie..

Naukowcy w tym badaniu przebadali 34 mózgi pośmiertne, szukając różnic między osobami ze schizofrenią a osobami bez tej choroby. Jednak naukowcy wciąż widzieli na swoich obrazach obiekty w kształcie prętów, które okazały się bakteriami.

Wydawało się, że mikroorganizmy w niektórych miejscach w mózgu zamieszkują częściej niż w innych; obszary te obejmowały hipokamp, ​​kora przedczołowa i istota czarna. Mikroby znaleziono również w komórkach mózgowych zwanych astrocytami, które znajdowały się w pobliżu bariery krew-mózg, „ściany granicznej”, która chroni mózg.

Odkrycia nie zostały jeszcze opublikowane w recenzowanym czasopiśmie i potrzebne są dalsze badania, aby je potwierdzić - powiedzieli naukowcy.

[Przeczytaj więcej o bakteriach w mózgu]

Mózg jest magnetyczny

Nasze mózgi są magnetyczne. A przynajmniej mózg zawiera cząsteczki, które można namagnesować. Ale naukowcy tak naprawdę nie wiedzą, dlaczego te cząstki znajdują się w mózgu lub skąd się wzięły. Niektórzy badacze uważają, że te magnesowalne cząstki służą celom biologicznym, podczas gdy inni twierdzą, że cząsteczki dostały się do mózgu z powodu zanieczyszczenia środowiska.

W tym roku naukowcy zmapowali lokalizację tych cząstek w mózgu. Naukowcy twierdzą, że wyniki ich badań dostarczają dowodów na to, że cząstki są tam z jakiegoś powodu. Dzieje się tak dlatego, że we wszystkich mózgach badanych przez naukowców - od siedmiu osób, które zmarły na początku lat 90. w wieku od 54 do 87 lat - cząsteczki magnetyczne zawsze były skoncentrowane w tych samych obszarach. Badacze odkryli również, że większość części mózgu zawiera te małe magnesy.

Wiele mózgów zwierząt ma również cząsteczki magnetyczne, a nawet sugeruje się, że zwierzęta używają tych cząstek do nawigacji. Co więcej, rodzaj bakterii zwany bakteriami magnetotaktycznymi wykorzystuje cząsteczki do orientowania się w przestrzeni.

[Przeczytaj więcej o naszym magnetycznym mózgu]

Wirus odpowiedzialny za ludzką świadomość?

Dawno temu starożytny wirus zainfekował ludzi, a najeźdźca pozostawił swój kod genetyczny w naszym DNA. W tym roku naukowcy odkryli, że fragmenty tego pradawnego wirusowego DNA odgrywają istotną rolę w komunikacji między komórkami mózgowymi, która jest niezbędna do myślenia wyższego rzędu..

Często zdarza się, że ludzie niosą ze sobą fragmenty wirusowego kodu genetycznego; około 40 do 80 procent ludzkiego genomu składa się z genów pozostawionych przez wirusy.

W tegorocznych badaniach naukowcy odkryli, że wirusowy gen zwany Arc gromadzi inne informacje genetyczne i przesyła je z jednej komórki nerwowej do drugiej. Ten gen pomaga również komórkom w reorganizacji w czasie. Co więcej, problemy z genem Arc zwykle występują u osób z autyzmem lub innymi zaburzeniami neuronalnymi.

Naukowcy mają teraz nadzieję na ustalenie dokładnego mechanizmu, za pomocą którego gen Arc dostał się do naszego genomu i co dokładnie przekazuje naszym komórkom mózgowym.

[Przeczytaj więcej o tym starożytnym wirusie]

Młode komórki w starych mózgach lub nie?

Nasze ciała nieustannie pozbywają się starych komórek i tworzą nowe. Ale przez dziesięciolecia naukowcy wierzyli, że ten obrót komórkowy nie występuje w starzejących się mózgach. Jednak w ostatnich latach badania przeprowadzone na myszach - i niektóre wczesne badania przeprowadzone na ludziach - nasunęły pytania dotyczące tego pojęcia.

W tym roku artykuł dostarczył pierwszego mocnego dowodu na to, że starsze mózgi tworzą nowe komórki. Naukowcy przebadali 28 pośmiertnych, zdrowych mózgów osób w wieku od 14 do 79 lat, gdy zmarły. Naukowcy pokroili hipokamp każdego mózgu, obszar mózgu, który jest ważny dla uczenia się i zapamiętywania, a następnie policzyli liczbę młodych komórek, które nie były w pełni dojrzałe. Naukowcy odkryli, że starsze mózgi miały tyle samo nowych komórek, co młodsze, ale starsze mózgi wytwarzały mniej nowych naczyń krwionośnych i połączeń między komórkami mózgowymi.

Aby jednak komplikować sprawę, inne badanie, opublikowane miesiąc wcześniej, wykazało coś przeciwnego i wykazało, że dorosłe mózgi nie tworzą nowych komórek w hipokampie. Różnica zdań mogła wynikać ze sposobu, w jaki zachowano mózgi w tych dwóch badaniach oraz z rodzajów mózgów, które zostały zbadane. (Wcześniejsze badanie dotyczyło mózgów z różnymi stanami zdrowia, podczas gdy późniejsze badania dotyczyły tylko mózgów zdrowych. Mogli również zastosować różne techniki konserwacji, które mogły wpływać na komórki).

[Przeczytaj więcej o młodych komórkach w starych mózgach]

Twój mózg na stres

Zła wiadomość: stres może zmniejszyć mózg. Tak wynika z badania opublikowanego w październiku tego roku.

W badaniu naukowcy przyjrzeli się ponad 2000 zdrowym osobom w średnim wieku i odkryli, że osoby z wyższym poziomem kortyzolu, hormonu stresu, miały nieco mniejszą objętość mózgu niż osoby z normalnymi ilościami tego hormonu. Osoby z wyższym poziomem kortyzolu wypadały również gorzej w testach pamięci niż osoby z normalnym poziomem tego hormonu. Należy zauważyć, że oba ustalenia są związkami między stresem a mózgiem, a nie ustaleniami przyczynowo-skutkowymi.

Stres jest normalny dla organizmu: w chwilach stresu poziom kortyzolu wzrasta wraz z poziomem innego hormonu, adrenaliny. Te hormony działają razem, aby wywołać reakcję organizmu w walce lub ucieczce. Ale po zakończeniu stresującej części poziom kortyzolu powinien się zmniejszyć. Jednak nie zawsze to robią. Niektórzy ludzie, szczególnie we współczesnym życiu, mogą mieć podwyższony poziom kortyzolu przez długi czas. Zmniejszenie stresu - na przykład poprzez lepszy sen, ćwiczenia fizyczne, angażowanie się w techniki relaksacyjne i przyjmowanie leków zmniejszających kortyzol - może przynieść szereg korzyści - stwierdzili naukowcy..

[Przeczytaj więcej o swoim mózgu na stres]

Czy Twój mózg pozwala usłyszeć własne kroki??

Klik, klik, klik: możesz mieć swój mózg, by podziękować za oszczędzenie Ci słuchu na każdym kroku, który robisz. Badanie przeprowadzone w tym roku na myszach wykazało, że mózg myszy wyłączył dźwięk własnych kroków zwierzaka. Pozwoliło to stworzeniom lepiej słyszeć inne dźwięki w swoim otoczeniu, takie jak odgłosy drapieżnika.

Naukowcy odkryli, że mózg myszy zbudował filtr szumów, gdy mózg aklimatyzował się do określonego dźwięku. Dokonał tego poprzez połączenie komórek w korze ruchowej, obszarze mózgu odpowiedzialnym za ruch, z korą słuchową, obszarem związanym z dźwiękiem. Mówiąc najprościej, komórki mózgowe w korze ruchowej wysyłają sygnały, aby zablokować komórki mózgowe w korze słuchowej przed wysyłaniem własnych sygnałów - zasadniczo wyciszając korę słuchową.

I chociaż badanie przeprowadzono na myszach, naukowcy uważają, że wyniki można zastosować również do ludzi. To dlatego, że mamy już podobne systemy. Na przykład mózgi łyżwiarzy figurowych uczą się, jakich ruchów się spodziewać, a neurony hamujące niwelują odruchy, które uniemożliwiłyby tym sportowcom obracanie się i wykonywanie ich szalonych wirów..

[Przeczytaj więcej o tym filtrze z redukcją szumów]

Leki psychedeliczne mogą zmieniać strukturę komórek mózgowych

Według nowego badania, leki psychedeliczne mogą fizycznie zmieniać strukturę komórek mózgowych. Te badania przeprowadzono na komórkach mózgowych w naczyniach laboratoryjnych i zwierzętach, ale jeśli odkrycia są prawdziwe w przypadku ludzi, wyniki mogą oznaczać, że te leki mogą pomóc osobom z określonymi zaburzeniami nastroju.

Dzieje się tak dlatego, że u osób z depresją, lękiem lub innymi zaburzeniami nastroju neurony w korze przedczołowej, części mózgu ważnej dla kontrolowania emocji, mają tendencję do kurczenia się. A ich gałęzie - których neurony używają do komunikacji z innymi neuronami - mają tendencję do cofania się. Ale kiedy naukowcy dodali leki psychedeliczne, w tym LSD i MDMA, do szalek Petriego z neuronami szczura, odkryli, że liczba połączeń i rozgałęzień w komórkach nerwowych wzrosła.

[Przeczytaj więcej o tym, jak psychedeliki zmieniają mózg]

Drugi mózg w jelitach?

W jelicie grubym żyją miliony komórek mózgowych, a ponieważ komórki te działają bez żadnych instrukcji z mózgu lub kręgosłupa, naukowcy czasami określają ich masę jako „drugi mózg”. Ale ta masa ma również naukową nazwę: jelitowy układ nerwowy. A nowe badanie przeprowadzone na myszach pokazuje, że system jest całkiem inteligentny; może wystrzelić zsynchronizowane neurony, aby stymulować mięśnie i koordynować ich aktywność, tak aby mógł np. usuwać kał z organizmu.

Rzeczywisty mózg (ten w twojej głowie) również może to zrobić - synchronizować odpalanie neuronów - we wczesnych stadiach rozwoju mózgu. Oznacza to, że działania neuronów w jelitach mogą być „pierwotną właściwością” z pierwszych etapów ewolucji drugiego mózgu. Niektórzy naukowcy stawiają nawet hipotezę, że drugi mózg wyewoluował przed pierwszym i że ten wzór odpalania pochodzi z najwcześniej funkcjonującego mózgu w ciele.

[Przeczytaj więcej o tym inteligentnym drugim mózgu]