Upea aivot
Aivot veistävät paitsi kuka olemme, myös myös kokemamme maailman. Se kertoo meille mitä nähdä, mitä kuulla ja mitä sanoa. Se laajenee, jotta mahtuu uusi kieli tai taito, jonka opimme. Se kertoo tarinoita, kun nukumme. Se lähettää hälytyssignaalit ja kannustaa kehon juoksemaan tai taistelemaan, kun se havaitsee vaaran. Aivot mukautuvat ympäristöihin, joten meitä ei ärsytä vanhan talon jatkuva haju tai ilmastoinnin jatkuva hölynpöly. Aivomme katsovat aurinkoon ja kertovat kehollemme milloin se on. Aivot tallentavat muistoja, sekä kivuliaita että miellyttäviä.
Mutta yhtä tärkeä kuin aivot ovat olemassaolollemme, se on silti yhtä salaperäinen kuin planeetta kaukaisesta galaksista. Jo vuonna 2018 neurotieteilijät ovat edelleen löytämässä perustietoja tästä noin kolmesta painoa. (1,4 kilogrammaa) irtotavarana kudosta. Joskus tutkijat saavat välähdyksen ihmisen aivoista tai katsovat, mitä tapahtuu henkilölle, kun suuri osa aivoista puuttuu. Muina aikoina tutkijoiden on tutkittava hiiriä saadakseen lisätietoja nisäkkäiden aivoista ja tehtävä sitten arvailuja siitä, kuinka nämä havainnot liittyvät omaan aivoihimme.
Tässä on mielenkiintoisia asioita, jotka opimme aivoista vuonna 2018.
Uudenlainen neuroni
Ei ole joka päivä, että tutkijat löytävät ihmisen aivoissa täysin uuden tyyppisiä solutyyppejä, etenkin sellaisia, joita ei löydy neurotieteilijöiden suosituimmista ei-inhimillisistä aiheista, hiiristä. "Ruusunmarjaneuroni", niin nimeltään sen vilkkaan ulkonäön vuoksi, oli kiertänyt tutkijoita tähän vuoteen saakka, osittain siksi, että se on niin harvinainen.
Tämä vaikeaselkoinen aivosolu muodostaa vain noin 10 prosenttia uuskorteksin ensimmäisestä kerroksesta, joka on evoluution suhteen yksi aivojen uusimmista osista (tarkoittaen, että nyky-ihmisten kaukaisilla esi-isillä ei ollut tätä rakennetta). Neokorteksilla on rooli visiossa ja kuulossa. Tutkijat eivät vielä tiedä mitä kibiirinne-neuroni tekee, mutta he havaitsivat, että se muodostaa yhteyden muihin neuroneihin, joita kutsutaan pyramidisoluiksi, erään tyyppiseksi herättäväksi neuroniksi, ja panee jarrut niihin.
Yhdysvallat, neurotieteen potilas
Poika, tunnettu lääketieteellisessä kirjallisuudessa nimellä "U.D." kolmasosa hänen aivojensa oikeasta pallonpuoliskosta oli poistettu neljä vuotta sitten hänen heikentävien kohtausten vähentämiseksi. Aivojen osa, joka poistettiin, sisälsi hänen takaraivonsa (aivojen näönkäsittelykeskus) oikeanpuoleisen osan ja suurimman osan hänen oikeasta ajallisesta lohkostaan, aivojen äänenkäsittelykeskukseen. Nyt ikä 11, Yhdysvallat Hän ei näe hänen maailmaansa vasemmalla puolella, mutta hän toimii yhtä hyvin kuin muut ikänsä kognitio- ja näkökäsittelyprosesseissa, jopa ilman aivojen avainosaa.
Tämä johtuu siitä, että aivojen molemmat osapuolet prosessoivat suurimman osan näkökyvystä. Mutta oikeisto on hallitseva kasvojen tunnistamisessa, kun taas vasen hallitsee sanojen käsittelyssä, U.D.
Tämä tutkimus osoittaa aivojen plastilisuuden; Yhdysvaltojen oikean näkökäsittelyn keskuksen puuttuessa vasen keskusta astui sisään kompensoimaan. Tutkijat todellakin havaitsivat, että Yhdysvaltain aivojen vasen puoli havaitsi kasvot aivan yhtä hyvin kuin oikealla.
Aivot voivat sisältää bakteereja
Aivomme voivat täyttää bakteerit. Mutta älä huoli - ei näytä siltä, että ne aiheuttaisivat mitään haittaa.
Aiemmin tutkijat uskoivat, että aivot olivat bakteereista vapaita ja että mikrobien esiintyminen oli merkki taudista. Mutta alustavat tulokset tutkimuksesta, joka esitettiin tänä vuonna laajassa vuotuisessa neurotieteen seuran tiedekokouksessa, havaitsivat, että aivomme voisivat todella tallettaa vaarattomia bakteereja.
Tuon tutkimuksen tutkijat olivat tutkineet 34 kuolemanjälkeistä aivoa etsien eroja skitsofreniaa sairastavien ja sellaisten, joilla ei ole sairautta, välillä. Tutkijat kuitenkin tapahtuivat kuvissa sauvanmuotoisten esineiden kanssa, ja nämä muodot osoittautuivat bakteereiksi.
Mikro-organismit näyttivät asuneen joissakin aivojen paikoissa enemmän kuin toisissa; niihin alueisiin kuului hippokampus, eturauhasen aivokuori ja justioni nigra. Mikrobit löytyivät myös aivosoluista, joita kutsutaan astrosyyteiksi ja jotka olivat lähellä veri-aivoestettä, "rajaseinämää", joka suojaa aivoja.
Havaintoja ei ole vielä julkaistu vertaisarvioidussa lehdessä, ja tutkimustulosten lisäämiseksi tarvitaan lisätutkimuksia, tutkijat sanoivat.
Aivot ovat magneettisia
Aivomme ovat magneettisia. Tai ainakin, aivot sisältävät hiukkasia, jotka voidaan magnetoida. Mutta tutkijat eivät oikein tiedä miksi nämä hiukkaset ovat aivoissa tai mistä ne ovat peräisin. Jotkut tutkijat uskovat, että nämä magnetoituvat hiukkaset palvelevat biologista tarkoitusta, kun taas toisten mukaan hiukkaset pääsivät aivoihin ympäristön saastumisen takia.
Tänä vuonna tutkijat kartoittivat, missä nämä hiukkaset sijaitsevat aivoissa. Tutkijoiden mukaan tutkimustulokset osoittavat, että hiukkaset ovat siellä syystä. Tämä johtuu siitä, että kaikissa aivoissa, joita tutkijat tutkivat - seitsemästä ihmisestä, jotka kuolivat 1990-luvun alkupuolella 54–87-vuotiaina -, magneettiset hiukkaset olivat aina keskittyneet samoille alueille. Tutkijat havaitsivat myös, että suurin osa aivojen osista sisälsi näitä pieniä magneetteja.
Monissa eläinten aivoissa on myös magneettisia hiukkasia, ja on jopa joitain ehdotuksia, että eläimet käyttävät näitä hiukkasia navigointiin. Lisäksi tyyppi bakteerit, joita kutsutaan magnetotaktisiksi bakteereiksi, käyttävät hiukkasia suuntautumaan avaruuteen.
Ihmisen tietoisuudesta vastuussa oleva virus?
Muinainen virus tartunnan saaneet ihmiset kauan sitten, ja tämä hyökkääjä jätti geneettisen koodinsa taakse DNA: iimme. Tänä vuonna tutkijat havaitsivat, että muinaisen virus-DNA-katkelmilla on tärkeä rooli aivosolujen välisessä viestinnässä, jota tarvitaan korkeamman asteen ajatteluun.
Ei ole harvinaista, että ihmiset kantavat virusgeneettisen koodin katkelmia; noin 40–80 prosenttia ihmisen genomista koostuu geeneistä, jotka virukset ovat jääneet jälkikäteen.
Tänä vuonna tehdyssä tutkimuksessa tutkijat havaitsivat, että kaari-niminen virusgeeni pakata muut geneettiset tiedot ja lähettää ne hermosolusta toiseen. Tämä geeni auttaa myös soluja järjestäytymään ajan myötä. Lisäksi Arc-geenin ongelmia esiintyy yleensä autismin tai muiden hermosairauksien saaneilla ihmisillä.
Tutkijat toivovat nyt selvittävän tarkan mekanismin, jolla Arc-geeni pääsi genomimme ja mitä se kertoo aivosoluillemme.
Nuoria soluja vanhoissa aivoissa vai eikö?
Kehomme hävittää jatkuvasti vanhoja soluja ja tehdä uusia. Mutta vuosikymmenien ajan tutkijat uskoivat, että tämä solujen vaihtuvuus ei tapahtunut ikääntyvissä aivoissa. Viime vuosina hiirillä tehdyt tutkimukset - ja jotkut varhaiset tutkimukset ihmisillä - ovat kuitenkin herättäneet kysymyksiä tästä käsitteestä.
Tänä vuonna julkaistu asiakirja, joka voi olla ensimmäinen vahva näyttö siitä, että vanhemmat aivot tekevät uusia soluja. Tutkijat tutkivat 28 kuolemanjälkeistä, itsenäistä aivoa ihmisiltä, joiden ikä oli 14 - 79 kuollessaan. Tutkijat leikkasivat kunkin aivojen hippokampuksen, aivojen alueen, joka on tärkeä oppimiseen ja muistiin, ja laskivat sitten nuorten solujen määrän, jotka eivät olleet täysin kypsiä. Tutkijat havaitsivat, että vanhemmilla aivoilla oli yhtä paljon uusia soluja kuin nuoremmilla aivoilla, mutta että vanhemmat aivot tekivät vähemmän uusia verisuonia ja yhteyksiä aivosolujen keskuudessa.
Kuitenkin monimutkaisia asioita varten kuukausi ennen tätä julkaistu toinen tutkimus havaitsi päinvastaisen, johtopäätöksen, että aikuisten aivot eivät tee uusia soluja hippokampuksessa. Erimielisyys voi johtua aivojen säilymistavasta kahdessa tutkimuksessa ja aivojen tyypeistä, joita tutkittiin. (Aikaisemmassa tutkimuksessa tarkasteltiin aivoja, joilla oli erilaisia terveysolosuhteita, kun taas myöhemmässä tutkimuksessa tarkasteltiin vain ei-sairastuneita aivoja. He olisivat voineet käyttää myös erilaisia säilytysmenetelmiä, jotka voivat vaikuttaa soluihin.)
Aivosi stressissä
Huonot uutiset: Stressi voi kutistaa aivoja. Se on tämän vuoden lokakuussa julkaiseman tutkimuksen mukaan.
Tutkimuksessa tutkijat tarkastelivat yli 2000 tervettä, keski-ikäistä ihmistä ja havaitsivat, että niillä, joilla stressihormoni kortisoli on korkeammalla tasolla, aivojen tilavuus on hiukan pienempi kuin ihmisillä, joilla on normaalit määrät hormonia. Ihmiset, joilla kortisolitaso oli korkeampi, suorittivat myös huonommin muistitestit kuin ihmiset, joilla hormonin taso oli normaali. On huomattava, että molemmat havainnot ovat assosiaatioita stressin ja aivojen välillä eivätkä aiheuta seurauksia.
Stressi on keholle normaalia: Stressin aikana kortisolitasot nousevat toisen hormonin, adrenaliinin, kanssa. Nämä hormonit toimivat yhdessä heittää kehosi taistelu-tai-lento-vasteeseen. Mutta kun stressaava osa on ohi, kortisolitasojen pitäisi laskea. He eivät kuitenkaan aina tee tätä. Joillakin ihmisillä, etenkin tämän nykyajan elämässä, voi olla kohonnut kortisolitaso pitkään. Stressin vähentämisellä - esimerkiksi parantamalla nukkumista, liikuntaa, harjoittamalla rentoutumistekniikoita ja ottamalla kortisolia vähentäviä lääkkeitä - voisi olla useita etuja, tutkijat totesivat.
Antaako aivosi kuulla omat jalanne?
Napsauta, napsauta, napsauta: Saatat saada aivosi kiittämään siitä, että säästät kuulemasta jokaista askeltasi. Hiirillä tänä vuonna tehdyssä tutkimuksessa havaittiin, että hiiren aivot peruuttivat kriitikon omien jalan äänen. Tämän ansiosta olennot pystyivät paremmin kuulemaan muita ääniä ympäristöstään, kuten saalistajan äänet.
Tutkijat havaitsivat, että hiiren aivot rakensivat melusuodattimen, kun aivot tottuivat tiettyyn ääneen. Se teki tämän kytkemällä solut motoriseen aivokuoreen, aivojen alueeseen, joka on mukana liikkeessä, kuulokuoreen, alueeseen, johon liittyy ääni. Yksinkertaisesti sanottuna, aivosolut moottorin aivokuoressa paljasignaalit estävät kuulon aivokuoren aivosolut ampumasta omia signaalejaan - mykistävät olennaisesti kuulokuoren.
Ja vaikka tutkimus tehtiin hiirillä, tutkijoiden mielestä tulokset voisivat koskea myös ihmisiä. Tämä johtuu siitä, että meillä on jo samanlaisia järjestelmiä. Esimerkiksi taitoluistelijoiden aivot oppivat mitä liikkeitä odottaa, ja estävät hermosolut poistavat refleksit, jotka estäisivät näitä urheilijoita pyörimästä ja suorittamasta hulluja pyörteitä.
Psykedeeliset lääkkeet voivat muuttaa aivosolujen rakennetta
Psykedeeliset lääkkeet voivat fyysisesti muuttaa aivosolujen rakennetta uuden tutkimuksen mukaan. Tämä tutkimus tehtiin laboratoriotyyppien ja eläinten aivosoluihin, mutta jos löydökset pitävät paikkansa ihmisille, tulokset voivat tarkoittaa, että nämä lääkkeet voivat auttaa ihmisiä, joilla on tiettyjä mielialahäiriöitä.
Tämä johtuu siitä, että ihmisillä, joilla on masennus, ahdistus tai muita mielialahäiriöitä, eturauhasen aivokuoren hermosolut, osa aivojen osaa, joka on tärkeä tunteiden hallintaan, pyrkivät kutistumaan. Ja niiden haarat - joita neuronit käyttävät puhuakseen muiden neuronien kanssa - pyrkivät peruuttamaan. Mutta kun tutkijat lisäsivät psykedeelisiä lääkkeitä, mukaan lukien LSD ja MDMA, petrimaljoihin, joissa oli rottaneuroneita, he huomasivat, että hermosolujen yhteyksien ja haarojen lukumäärä kasvoi.
Toinen aivo suolistossa?
Miljoonat aivosolut elävät paksusuolessa, ja koska nämä solut toimivat ilman mitään aivojen tai selkärangan ohjeita, tutkijat kutsuvat joskus niiden massaa "toisiksi aivoiksi". Mutta tällä massalla on myös tieteellinen nimi: enteerinen hermosto. Ja uusi, hiirillä tehty tutkimus osoittaa, että järjestelmä on aika älykäs; se voi ampua synkronoituja neuroneja stimuloidakseen lihaksia ja koordinoidakseen heidän aktiivisuuttaan siten, että se voi tehdä asioita, kuten siirtää ulosteita kehosta.
Varsinainen aivo (yksi päästäsi) voi myös tehdä tämän - synkronoida neuronien ampuminen - aivojen kehityksen varhaisvaiheissa. Tämä tarkoittaa, että hermosolujen vaikutukset suolistossa voivat olla "ensisijainen ominaisuus" toisen aivojen evoluution ensimmäisistä vaiheista. Jotkut tutkijat jopa olettavat, että toinen aivot kehittyivät ennen ensimmäistä ja että tämä ampumismalli tulee kehon varhaisimmin toimivista aivoista.
