10 věcí, které jsme se dozvěděli o mozku v roce 2018

Úžasný mozek

Mozek utváří nejen to, kým jsme, ale také svět, který prožíváme. Říká nám, co máme vidět, co máme slyšet a co máme říkat. Rozšiřuje se, aby se přizpůsobil novému jazyku nebo dovednosti, kterou se učíme. Vypráví příběhy, když spíme. Vysílá poplašné signály a podněcuje tělo k útěku nebo boji, když cítí nebezpečí. Mozek se přizpůsobuje prostředí, takže nás neobtěžuje neustálý zápach ve starém domě nebo neustálé hučení klimatizace. Náš mozek se dívá na slunce a říká tělu, kolik je hodin. Mozek uchovává vzpomínky, bolestivé i příjemné.

Ale jakkoli je mozek pro naši existenci zásadní, je pro nás stále stejně záhadný jako planeta z daleké galaxie. I v roce 2018 neurovědci stále objevují základní fakta o tomto zhruba třílibrovém (1,4 kilogramu) objemu tkáně. Občas vědci nahlédnou do lidského mozku nebo vidí, co se stane s člověkem, když mu velká část mozku chybí. Jindy musí vědci studovat myši, aby se dozvěděli více o mozku savců, a pak se dohadují, jak tyto poznatky souvisejí s naším vlastním mozkem.

Tady je několik fascinujících věcí, které jsme se o mozku dozvěděli v roce 2018.

Nový druh neuronu

Ne každý den vědci objeví v lidském mozku zcela nový typ buňky, zejména takový, který se nevyskytuje u oblíbených nelidských subjektů neurovědců, myší. „Růžový neuron“, pojmenovaný tak kvůli svému huňatému vzhledu, vědcům až do letošního roku unikal, částečně proto, že je tak vzácný.

Tato nepolapitelná mozková buňka tvoří jen asi 10 procent první vrstvy neokortexu, jedné z nejnovějších částí mozku z hlediska evoluce (což znamená, že vzdálení předkové moderních lidí tuto strukturu neměli). Neokortex hraje roli ve vidění a slyšení. Vědci zatím nevědí, co šípkový neuron dělá, ale zjistili, že se spojuje s jinými neurony zvanými pyramidové buňky, což je typ excitačního neuronu, a brzdí je.

U.D., neurologický pacient

Chlapci, v lékařské literatuře známému jako „U.D.“, byla před čtyřmi lety odstraněna třetina pravé mozkové hemisféry, aby se zmírnily jeho vysilující záchvaty. Odstraněná část mozku zahrnovala pravou stranu týlního laloku (mozkové centrum pro zpracování zraku) a většinu pravého spánkového laloku, mozkového centra pro zpracování zvuku. Nyní, když je U. D. 11 let, nevidí levou stranu svého světa, ale v oblasti poznávání a zpracování zraku funguje stejně dobře jako ostatní jeho vrstevníci, a to i bez této klíčové části mozku.

To proto, že obě strany mozku zpracovávají většinu aspektů vidění. Podle případové studie napsané o U.D.

Tato studie však ukazuje na plasticitu mozku; při absenci pravého centra pro zpracování zraku u U.D. nastoupilo levé centrum, aby to kompenzovalo. Vědci totiž zjistili, že levá strana mozku U.D. rozpoznávala obličeje stejně dobře, jako by je rozpoznávala pravá strana.

Možná mozek obsahuje bakterie

Naše mozky se možná hemží bakteriemi. Ale nebojte se – nevypadá to, že by způsobovaly nějaké škody.

Dříve se vědci domnívali, že mozek je prostředí bez bakterií a že přítomnost mikrobů je známkou nemoci. Předběžné výsledky studie, která byla letos prezentována na velkém výročním vědeckém setkání Společnosti pro neurovědy, však ukázaly, že v našem mozku se skutečně mohou nacházet neškodné bakterie.

Vědci v této studii zkoumali 34 posmrtných mozků a hledali rozdíly mezi těmi, kteří trpí schizofrenií, a těmi, kteří touto chorobou netrpí. Vědci však na snímcích neustále naráželi na tyčinkovité objekty a ukázalo se, že tyto tvary jsou bakterie.

Mikroorganismy zřejmě sídlily v některých místech mozku více než v jiných; mezi tyto oblasti patřil hipokampus, prefrontální kůra a substantia nigra. Mikroby byly nalezeny také v mozkových buňkách zvaných astrocyty, které se nacházely v blízkosti hematoencefalické bariéry, „hraniční zdi“, která střeží mozek.

Zjištění zatím nebyla publikována v odborném časopise a k jejich potvrzení je zapotřebí dalšího výzkumu, uvedli vědci.

Mozek je magnetický

Náš mozek je magnetický. Nebo alespoň mozek obsahuje částice, které lze zmagnetizovat. Vědci však ve skutečnosti nevědí, proč se tyto částice v mozku nacházejí a kde se vzaly. Někteří vědci se domnívají, že tyto magnetizovatelné částice slouží k biologickým účelům, zatímco jiní tvrdí, že částice se do mozku dostaly kvůli znečištění životního prostředí.

Vědci letos zmapovali, kde se tyto částice v mozku nacházejí. Výsledky jejich studie podle vědců poskytují důkaz, že tyto částice tam jsou z nějakého důvodu. To proto, že ve všech mozcích, které vědci zkoumali – od sedmi lidí, kteří zemřeli na počátku 90. let ve věku od 54 do 87 let – byly magnetické částice soustředěny vždy ve stejných oblastech. Badatelé také zjistili, že většina částí mozku tyto malé magnety obsahuje.

Mnohé zvířecí mozky také obsahují magnetické částice, a dokonce existují určité náznaky, že zvířata tyto částice používají k navigaci. Ba co víc, jistý druh bakterií zvaných magnetotaktické bakterie tyto částice využívají k orientaci v prostoru.

Virus zodpovědný za lidské vědomí?“

Dávný virus infikoval lidi už dávno a tento vetřelec zanechal svůj genetický kód v naší DNA. Letos vědci zjistili, že útržky této prastaré virové DNA hrají důležitou roli v komunikaci mezi mozkovými buňkami, která je nezbytná pro myšlení vyššího řádu.

Není neobvyklé, že si lidé v sobě nesou útržky virového genetického kódu; asi 40 až 80 procent lidského genomu tvoří geny, které po sobě zanechaly viry.

V letošní studii vědci zjistili, že virový gen zvaný Arc balí další genetické informace a posílá je z jedné nervové buňky do druhé. Tento gen také pomáhá buňkám reorganizovat se v průběhu času. Problémy s genem Arc se navíc obvykle vyskytují u lidí, kteří trpí autismem nebo jinými nervovými poruchami.

Výzkumníci nyní doufají, že zjistí přesný mechanismus, jakým se gen Arc dostal do našeho genomu a co přesně říká našim mozkovým buňkám.

Mladé buňky ve starých mozcích, nebo ne?“

Naše tělo se neustále zbavuje starých buněk a vytváří nové. Po celá desetiletí se však vědci domnívali, že ve stárnoucím mozku k této obměně buněk nedochází. V posledních letech však studie provedené na myších – a některé první studie provedené na lidech – tuto představu zpochybnily.

V letošním roce byla publikována práce, která poskytla možná první přesvědčivý důkaz, že starší mozky skutečně vytvářejí nové buňky. Vědci zkoumali 28 posmrtných mozků lidí, kteří neonemocněli a kterým bylo v době smrti 14 až 79 let. Vědci rozřezali u každého z nich hipokampus, oblast mozku důležitou pro učení a paměť, a poté spočítali počet mladých buněk, které ještě nebyly zcela zralé. Vědci zjistili, že starší mozky měly stejně nových buněk jako mladší, ale že starší mozky vytvářely méně nových krevních cév a spojů mezi mozkovými buňkami.

Aby to však bylo komplikovanější, jiná studie, publikovaná měsíc před touto, zjistila opak a došla k závěru, že dospělé mozky nevytvářejí v hipokampu nové buňky. Neshoda může být způsobena způsobem uchování mozků v obou studiích a druhy mozků, které byly zkoumány. (Dřívější studie zkoumala mozky s různými zdravotními potížemi, zatímco pozdější výzkum zkoumal pouze mozky bez onemocnění. Mohly také použít různé techniky konzervace, které mohly ovlivnit buňky)

Váš mozek při stresu

Špatná zpráva: Stres může zmenšovat mozek. Vyplývá to ze studie zveřejněné v říjnu letošního roku.

Vědci ve studii zkoumali více než 2 000 zdravých lidí středního věku a zjistili, že ti s vyšší hladinou stresového hormonu kortizolu měli o něco menší objem mozku než lidé s normálním množstvím tohoto hormonu. Lidé s vyšší hladinou kortizolu také dosahovali horších výsledků v paměťových testech než lidé s normální hladinou tohoto hormonu. Je třeba poznamenat, že v obou případech se jedná o souvislosti mezi stresem a mozkem, nikoliv o zjištění příčiny a následku.

Stres je pro tělo normální: Ve chvílích stresu se hladina kortizolu zvyšuje spolu s hladinou dalšího hormonu, adrenalinu. Tyto hormony společně vrhají tělo do reakce bojuj nebo uteč. Jakmile však stresující část skončí, hladina kortizolu by měla klesnout. Ne vždy se tak však děje. Někteří lidé, zejména v tomto moderním životě, mohou mít zvýšenou hladinu kortizolu po dlouhou dobu. Snížení stresu – například lepším spánkem, cvičením, zapojením relaxačních technik a užíváním léků snižujících hladinu kortizolu – by podle vědců mohlo mít řadu výhod.

Dovolí vám mozek slyšet vlastní kroky?“

Klik, klik, klik: Možná můžete svému mozku poděkovat za to, že vás ušetřil toho, abyste slyšeli každý svůj krok. Studie provedená letos na myších zjistila, že myší mozek zrušil zvuk vlastních kroků zvířete. To těmto tvorům umožnilo lépe slyšet jiné zvuky v jejich okolí, například zvuky predátora.

Výzkumníci zjistili, že myší mozek si vybudoval hlukový filtr, když se mozek aklimatizoval na určitý zvuk. Dělal to tak, že spojil buňky v motorické kůře, oblasti mozku, která se zabývá pohybem, se sluchovou kůrou, oblastí zabývající se zvukem. Zjednodušeně řečeno, mozkové buňky v motorické kůře vysílají signály, které blokují mozkové buňky ve sluchové kůře, aby vysílaly své vlastní signály – v podstatě ztlumí sluchovou kůru.

Ačkoli studie byla provedena na myších, vědci se domnívají, že výsledky by se mohly týkat i lidí. Je to proto, že podobné systémy již máme. Například mozek krasobruslařů se učí, jaké pohyby mají očekávat, a inhibiční neurony ruší reflexy, které by těmto sportovcům bránily v točení a provádění jejich bláznivých otoček.

Psychedelické drogy mohou měnit strukturu mozkových buněk

Podle nové studie mohou psychedelické drogy fyzicky měnit strukturu mozkových buněk. Tento výzkum byl prováděn na mozkových buňkách v laboratorních miskách a na zvířatech, ale pokud se zjištění potvrdí i u lidí, mohly by výsledky znamenat, že tyto drogy mohou pomoci lidem, kteří mají určité poruchy nálady.

U lidí s depresí, úzkostí nebo jinými poruchami nálady mají totiž neurony v prefrontální kůře, části mozku důležité pro ovládání emocí, tendenci se scvrkávat. A jejich větve – kterými neurony komunikují s jinými neurony – mají tendenci se zatahovat. Když však vědci přidali do Petriho misek s krysími neurony psychedelické drogy včetně LSD a MDMA, zjistili, že počet spojení a větví nervových buněk se zvýšil.

Druhý mozek ve střevech?

Miliony mozkových buněk žijí v tlustém střevě, a protože tyto buňky fungují bez jakýchkoli pokynů z mozku nebo páteře, vědci někdy jejich masu označují jako „druhý mozek“. Tato masa má však také vědecký název: střevní nervový systém. A nová studie provedená na myších ukazuje, že tento systém je docela chytrý; dokáže synchronizovaně vystřelovat neurony, které stimulují svaly a koordinují jejich činnost, takže dokáže dělat takové věci, jako je pohyb výkalů ven z těla.

Skutečný mozek (ten ve vaší hlavě) to dokáže také – synchronizovat střelbu neuronů – v raných fázích vývoje mozku. To znamená, že činnost neuronů ve střevech by mohla být „prapůvodní vlastností“ z prvních fází vývoje druhého mozku. Někteří vědci dokonce vyslovují hypotézu, že se druhý mozek vyvinul dříve než první a že tento vzorec střelby pochází z nejraněji fungujícího mozku v těle.

.