Невероятният мозък
Мозъкът извайва не само кои сме, но и света, който преживяваме. Тя ни казва какво да видим, какво да чуем и какво да кажем. Разширява се, за да побере нов език или умения, които научаваме. Разказва истории, когато спим. Той изпраща алармени сигнали и подтиква тялото да бяга или да се бие, когато усети опасност. Мозъкът се адаптира към околната среда, така че не се дразним от постоянната миризма в стара къща или постоянното шумолене на климатика. Мозъците ни гледат към слънцето и казват на тялото си колко е часът. Мозъкът съхранява спомени, както болезнени, така и приятни.
Но колкото е важно мозъкът за нашето съществуване, той все още е толкова загадъчен за нас, колкото планета от далечна галактика. Дори през 2018 г. невролозите все още откриват фундаментални факти за този грубо 3-фунтови. (1,4 килограма) по-голямата част от тъканта. Понякога изследователите добиват представа за човешкия мозък или виждат какво се случва с човек, когато голяма част от мозъка липсва. Друг път учените трябва да изучават мишки, за да научат повече за мозъците на бозайници и след това да направят някои предположения за това, как тези открития са свързани с нашия мозък.
Ето няколко завладяващи неща, които научихме за мозъка през 2018 година.
Нов вид неврон
Не всеки ден учените откриват напълно нов тип клетки в човешкия мозък, особено този, който не се намира в любимите неврологични теми на мишки, мишки. „Невронът от шипка“, наречен така заради бухналия си вид, избяга от учените до тази година, отчасти защото е толкова рядък.
Тази неуловима мозъчна клетка съставлява само около 10 процента от първия слой на неокортекса, една от най-новите части на мозъка по отношение на еволюцията (което означава, че далечните предци на съвременните хора не са имали тази структура). Неокортексът играе роля във зрението и слуха. Изследователите все още не знаят какво прави неврона на шипката, но откриха, че той се свързва с други неврони, наречени пирамидални клетки, вид възбуждащ неврон и поставя спирачките върху тях.
САЩ, пациентът с невронауката
Момче, известно в медицинската литература като "U.D." му беше отстранена една трета от дясното полукълбо на мозъка преди четири години, за да се намалят инвалидизиращите му припадъци. Отстранената част на мозъка включва дясната страна на окципиталния му лоб (мозъчния център за обработка на зрението) и по-голямата част от десния му темпорален лоб, мозъчния център за обработка на звука. Сега на 11 години, САЩ не може да вижда лявата страна на своя свят, но той функционира също толкова добре, колкото и другите на неговата възраст в обработката на познанието и зрението, дори и без тази ключова част от мозъка.
Това е така, защото и двете страни на мозъка обработват повечето аспекти на зрението. Но дясната е доминираща при откриването на лица, докато лявата е доминираща при обработката на думи, според казус, написан за U.D.
Това проучване показва пластичността на мозъка; при липса на десен център за обработка на зрението на САЩ, левият център влезе, за да компенсира. Всъщност изследователите откриха, че лявата страна на мозъка на САЩ открива лица точно толкова, колкото и дясната.
Мозъкът може да съдържа бактерии
Мозъкът ни може да е бактерии. Но не се притеснявайте - не изглежда, че причиняват вреда.
Преди това учените смятали, че мозъкът е среда без бактерии и наличието на микроби е признак на заболяване. Но предварителните открития от проучване, представено тази година на голямата годишна научна среща на Обществото за невронауката, установиха, че мозъкът ни всъщност може да приюти безобидни бактерии.
Изследователите в това проучване са изследвали 34 мозъка след смъртта, търсейки разлики между тези с шизофрения и тези без заболяването. Въпреки това, изследователите продължиха да се случват върху предмети във формата на пръчки в техните изображения и тези форми се оказаха бактерии.
Микроорганизмите сякаш обитават на някои места в мозъка повече, отколкото в други; тези области включваха хипокампуса, префронталната кора и субстанцията. Микробите бяха открити и в мозъчните клетки, наречени астроцити, които бяха близо до кръвно-мозъчната бариера, „граничната стена“, която охранява мозъка.
Резултатите все още не са публикувани в рецензирано списание и са необходими повече изследвания, за да се потвърдят тези резултати, казаха учените.
Мозъкът е магнетичен
Нашите мозъци са магнитни. Или поне мозъците съдържат частици, които могат да се намагнетизират. Но учените всъщност не знаят защо тези частици са в мозъка или откъде са възникнали. Някои изследователи смятат, че тези намагнитими частици служат на биологична цел, докато други казват, че частиците са попаднали в мозъка поради замърсяване на околната среда.
Тази година учените картографираха къде се намират тези частици в мозъка. Според изследователите резултатите от тяхното проучване дават доказателства, че частиците са там с причина. Това е така, защото във всички мозъци, които учените изследваха - от седем души, починали в началото на 90-те години на възраст между 54 и 87 години, магнитните частици винаги са били концентрирани в едни и същи области. Изследователите открили също, че повечето части на мозъка съдържат тези малки магнити.
Много мозъци на животни също имат магнитни частици и дори има някои предположения, че животните използват тези частици за навигация. Нещо повече, тип бактерии, наречени магнитотактични бактерии, използват частиците, за да се ориентират в пространството.
Вирус, отговорен за човешкото съзнание?
Древен вирус зарази хората отдавна и този нашественик остави след себе си генетичния си код в нашата ДНК. Тази година изследователите откриха, че фрагментите на тази древна вирусна ДНК играят жизненоважна роля в комуникацията между мозъчните клетки, която е необходима за мислене от по-висок ред.
Не е рядкост хората да носят около себе си фрагменти от вирусен генетичен код; около 40 процента до 80 процента от човешкия геном се състои от гени, оставени от вируси.
В проучването тази година изследователите откриха, че вирусен ген, наречен Arc, пакетира друга генетична информация и я изпраща от една нервна клетка в следващата. Този ген също помага на клетките да се реорганизират във времето. Нещо повече, проблемите с Arc гена са склонни да възникват при хора с аутизъм или други невронни разстройства.
Сега изследователите се надяват да разберат точния механизъм, по който гена Arc е попаднал в нашия геном и какво точно казва мозъчните ни клетки.
Млади клетки в стари мозъци или не?
Телата ни непрекъснато изхвърлят стари клетки и правят нови. Но в продължение на десетилетия учените вярвали, че този оборот на клетките не се е случил при стареене на мозъка. През последните години обаче проучвания, проведени върху мишки - и някои ранни проучвания, направени при хора - повдигнаха въпроси за тази представа.
Тази година, документ предостави това, което може да бъде първото силно доказателство, че по-старите мозъци правят нови клетки. Изследователите са изследвали 28 след смъртта, неразложени мозъци от хора, които са били на възраст от 14 до 79 години, когато са починали. Учените нарязаха хипокампуса на всеки мозък - област на мозъка, която е важна за ученето и паметта, след което преброиха броя на младите клетки, които не бяха напълно зрели. Изследователите открили, че по-старите мозъци имат толкова нови клетки, колкото и по-младите, но по-старите мозъци създават по-малко нови кръвоносни съдове и връзки между мозъчните клетки.
За да усложни нещата обаче, различно проучване, публикувано месец преди това, установи обратното, като заключи, че мозъкът на възрастните не прави нови клетки в хипокампуса. Несъгласието може да се дължи на начина, по който мозъците са били запазени в двете проучвания и видовете мозъци, които са изследвани. (По-ранното проучване разглежда мозъците с различни здравословни състояния, докато по-късното изследване разглежда само неразболените мозъци. Те биха могли също да използват различни техники за запазване, които могат да засегнат клетките.)
Мозъкът ви на стрес
Лоши новини: Стресът може да свие мозъка. Това е според проучване, публикувано през октомври тази година.
В проучването изследователите са разгледали повече от 2000 здрави хора на средна възраст и са установили, че тези с по-високи нива на хормона на стреса кортизол имат малко по-малък мозъчен обем от хората с нормални количества от хормона. Хората с по-високи нива на кортизол също са се представяли по-слабо на тестовете на паметта, отколкото хората с нормални нива на хормона. И двете констатации, трябва да се отбележи, са асоциации между стреса и мозъка, а не констативни и следствени резултати.
Стресът е нормален за организма: По време на стрес нивата на кортизола се повишават заедно с тези на друг хормон, адреналин. Тези хормони работят заедно, за да хвърлят тялото ви в отговор на борба или бягство. Но след като стресовата част приключи, нивата на кортизола трябва да намалят. Те не винаги правят това. Някои хора, особено в този модерен живот, могат да имат повишени нива на кортизол за дълги периоди от време. Намаляването на стреса - например чрез по-добър сън, получаване на упражнения, включване в техники за релаксация и приемане на кортизол-редуциращи лекарства - би могло да има редица ползи, казват изследователите.
Мозъкът ви позволява ли да чувате собствените си стъпки?
Щракнете, щракнете, щракнете: Може да накарате мозъка си да благодари, че ви е спестил да чуе всяка ваша стъпка. Проучване, проведено върху мишки тази година, установи, че мозъкът на мишката е отменил звука от собствените стъпки на създателя. Това позволи на съществата да чуят по-добре други звуци в обкръжението си, като шумовете на хищник.
Изследователите открили, че мозъкът на мишката е изградил шумов филтър, тъй като мозъкът се е привикнал към специфичен звук. Това направи чрез свързване на клетки в моторната кора, зона на мозъка, която участва в движение, към слуховия кортекс, зона, свързана със звук. Казано по-просто, мозъчните клетки в моторната кора на огъня сигнализират, за да блокират мозъчните клетки в слуховата кора да изстрелят собствените си сигнали - по същество заглушават слуховия кортекс.
И въпреки че изследването е направено при мишки, учените смятат, че резултатите могат да се прилагат и за хора. Това е така, защото вече имаме подобни системи. Например мозъкът на фигуристите се научава какви движения да очакват, а инхибиращите неврони отменят рефлексите, които биха попречили на тези спортисти да се въртят и да изпълняват лудите си въртележки.
Психеделичните лекарства могат да променят структурата на мозъчните клетки
Психеделичните лекарства могат физически да променят структурата на мозъчните клетки, според ново проучване. Това изследване е проведено върху мозъчни клетки в лабораторни съдове и при животни, но ако откритията са валидни за хората, резултатите могат да означават, че тези лекарства могат да помогнат на хората, които имат определени нарушения в настроението.
Това е така, защото при хора с депресия, тревожност или други разстройства на настроението невроните в префронталната кора, част от мозъка, важни за контролиране на емоциите, са склонни да се свиват. И техните клонове - които невроните използват, за да говорят с други неврони - са склонни да се отдръпват. Но когато учените добавиха психеделични лекарства, включително LSD и MDMA, към чаши на Петри с неврони на плъхове, те откриха, че броят на връзките и клоните в нервните клетки се увеличава.
Втори мозък в червата?
Милиони мозъчни клетки живеят в дебелото черво и тъй като тези клетки функционират без никакви инструкции от мозъка или гръбначния стълб, учените понякога наричат масата от тях като "вторият мозък". Но тази маса има и научно наименование: ентерична нервна система. И ново проучване, направено при мишки, показва, че системата е доста умна; може да стреля синхронизирани неврони, за да стимулира мускулите и да координира тяхната активност, така че да може да прави неща като преместване на изпражнения от тялото.
Същинският мозък (този в главата ви) също може да направи това - да синхронизира изстрела на невроните - в ранните етапи на развитието на мозъка. Това означава, че действията на невроните в червата биха могли да бъдат „първично свойство“ от първите етапи на еволюцията на втория мозък. Някои учени дори хипотезират, че вторият мозък е еволюирал преди първия и че този модел на изстрел идва от най-рано функциониращия мозък в тялото.
