10 lucruri pe care le-am învățat despre creier în 2018

Creierul uimitor

Creierul sculptează nu numai cine suntem, ci și lumea pe care o experimentăm. Acesta ne spune ce să vedem, ce să auzim și ce să spunem. Se extinde pentru a acomoda un nou limbaj sau o nouă abilitate pe care o învățăm. Ne spune povești atunci când dormim. Trimite semnale de alarmă și stimulează corpul să fugă sau să lupte atunci când simte un pericol. Creierul se adaptează la medii, astfel încât nu suntem deranjați de un miros constant într-o casă veche sau de zumzetul constant al aerului condiționat. Creierul nostru se uită la soare și îi spune corpului nostru ce oră este. Creierul stochează amintiri, atât dureroase, cât și plăcute.

Dar, oricât de esențial ar fi creierul pentru existența noastră, el este încă la fel de misterios pentru noi ca o planetă dintr-o galaxie îndepărtată. Chiar și în 2018, cercetătorii în neuroștiințe încă descoperă fapte fundamentale despre acest volum de țesut de aproximativ 1,4 kilograme. Uneori, cercetătorii reușesc să arunce o privire asupra unui creier uman sau să vadă ce se întâmplă cu o persoană atunci când lipsește o mare parte a creierului. Alteori, oamenii de știință trebuie să studieze șoareci pentru a afla mai multe despre creierul mamiferelor și apoi să facă niște presupuneri cu privire la modul în care aceste descoperiri se referă la propriul nostru creier.

Iată câteva lucruri fascinante pe care le-am aflat despre creier în 2018.

Un nou tip de neuron

Nu în fiecare zi oamenii de știință descoperă un tip complet nou de celulă în creierul uman, mai ales unul care nu se găsește la subiecții non-umani preferați ai neuroștiințelor, șoarecii. „Neuronul trandafir”, denumit astfel datorită aspectului său stufos, a scăpat oamenilor de știință până în acest an, în parte din cauza faptului că este atât de rar.

Această celulă cerebrală evazivă reprezintă doar aproximativ 10 la sută din primul strat al neocortexului, una dintre cele mai noi părți ale creierului din punct de vedere al evoluției (ceea ce înseamnă că strămoșii îndepărtați ai oamenilor moderni nu aveau această structură). Neocortexul joacă roluri în ceea ce privește vederea și auzul. Cercetătorii nu știu încă ce face neuronul trandafirului, dar au descoperit că acesta se conectează la alți neuroni numiți celule piramidale, un tip de neuroni excitatori, și le pune frână.

U.D., pacientul neuroștiințelor

Unui băiat, cunoscut în literatura medicală sub numele de „U.D.”, i-a fost extirpată o treime din emisfera dreaptă a creierului în urmă cu patru ani, pentru a-i reduce crizele debilitante. Partea din creier care a fost extirpată includea partea dreaptă a lobului occipital (centrul creierului de procesare a vederii) și cea mai mare parte a lobului temporal drept, centrul creierului de procesare a sunetelor. Acum, la vârsta de 11 ani, U.D. nu poate vedea partea stângă a lumii sale, dar funcționează la fel de bine ca și alte persoane de vârsta lui în ceea ce privește cogniția și procesarea vederii, chiar și fără acea parte cheie a creierului.

Acest lucru se datorează faptului că ambele părți ale creierului procesează majoritatea aspectelor legate de vedere. Dar partea dreaptă este dominantă în detectarea fețelor, în timp ce partea stângă este dominantă în procesarea cuvintelor, conform unui studiu de caz scris despre U.D.

Acest studiu prezintă plasticitatea creierului; în absența centrului drept de procesare a vederii al lui U.D., centrul stâng a intervenit pentru a compensa. Într-adevăr, cercetătorii au descoperit că partea stângă a creierului lui U.D. a detectat fețele la fel de bine cum ar fi făcut-o partea dreaptă.

Creierul ar putea conține bacterii

Creierul nostru ar putea să fie plin de bacterii. Dar nu vă faceți griji – se pare că acestea nu provoacă niciun rău.

Până acum, oamenii de știință credeau că creierul este un mediu lipsit de bacterii și că prezența microbilor este un semn de boală. Dar concluziile preliminare ale unui studiu prezentat în acest an la marea reuniune științifică anuală a Societății de Neuroștiințe au descoperit că creierul nostru ar putea găzdui, de fapt, bacterii inofensive.

Cercetătorii din acel studiu au examinat 34 de creiere postmortem, căutând diferențe între cei cu schizofrenie și cei fără această afecțiune. Cu toate acestea, cercetătorii tot dădeau peste obiecte în formă de tijă în imaginile lor, iar aceste forme s-au dovedit a fi bacterii.

Microorganismele păreau să locuiască în anumite locuri din creier mai mult decât în altele; acele zone includeau hipocampul, cortexul prefrontal și substantia nigra. Microbii au fost găsiți, de asemenea, în celulele cerebrale numite astrocite care se aflau în apropierea barierei hematoencefalice, „zidul de graniță” care protejează creierul.

Celebrii nu au fost încă publicați într-o revistă de specialitate și sunt necesare mai multe cercetări pentru a confirma descoperirile, au declarat oamenii de știință.

Creierul este magnetic

Creierul nostru este magnetic. Sau, cel puțin, creierul conține particule care pot fi magnetizate. Dar oamenii de știință nu știu cu adevărat de ce aceste particule se află în creier sau de unde provin. Unii cercetători cred că aceste particule magnetizabile au un scop biologic, în timp ce alții spun că particulele au ajuns în creier din cauza contaminării mediului înconjurător.

În acest an, oamenii de știință au cartografiat unde se află aceste particule în creier. Rezultatele studiului lor, au spus cercetătorii, oferă dovezi că particulele se află acolo cu un motiv. Acest lucru se datorează faptului că în toate creierele pe care oamenii de știință le-au examinat – de la șapte persoane care au murit la începutul anilor 1990, cu vârste cuprinse între 54 și 87 de ani – particulele magnetice erau întotdeauna concentrate în aceleași zone. De asemenea, cercetătorii au descoperit că majoritatea părților creierului conțineau acești mici magneți.

Multe creiere de animale au, de asemenea, particule magnetice și există chiar unele sugestii că animalele folosesc aceste particule pentru a naviga. Mai mult, un tip de bacterii numite bacterii magnetotactice folosesc aceste particule pentru a se orienta în spațiu.

Virusul responsabil pentru conștiința umană?

Un virus străvechi a infectat oamenii cu mult timp în urmă, iar acest invadator a lăsat în urmă codul său genetic în ADN-ul nostru. Anul acesta, cercetătorii au descoperit că fragmente din acel ADN viral străvechi joacă un rol vital în comunicarea dintre celulele creierului care este necesară pentru gândirea de ordin superior.

Nu este neobișnuit ca oamenii să poarte cu ei fragmente de cod genetic viral; în jur de 40 la sută până la 80 la sută din genomul uman este format din gene lăsate în urmă de viruși.

În studiul din acest an, cercetătorii au descoperit că o genă virală numită Arc împachetează alte informații genetice și le trimite de la o celulă nervoasă la alta. Această genă ajută, de asemenea, celulele să se reorganizeze în timp. Mai mult, problemele cu gena Arc tind să apară la persoanele care suferă de autism sau de alte tulburări neuronale.

Cercetătorii speră acum să afle mecanismul exact prin care gena Arc a ajuns în genomul nostru și ce anume le spune celulelor noastre cerebrale.

Celule tinere în creiere bătrâne sau nu?

Corpul nostru se debarasează continuu de celulele vechi și produce altele noi. Dar, timp de zeci de ani, oamenii de știință au crezut că această reînnoire celulară nu are loc în creierul îmbătrânit. Cu toate acestea, în ultimii ani, studiile efectuate pe șoareci – și unele studii timpurii efectuate pe oameni – au ridicat semne de întrebare cu privire la această noțiune.

În acest an, o lucrare a furnizat ceea ce ar putea fi prima dovadă puternică a faptului că creierele mai în vârstă chiar produc celule noi. Cercetătorii au studiat 28 de creiere postmortem, care nu erau bolnave, de la persoane care aveau vârste cuprinse între 14 și 79 de ani când au murit. Oamenii de știință au secționat hipocampul fiecărui creier, o zonă a creierului care este importantă pentru învățare și memorie, apoi au numărat numărul de celule tinere care nu erau complet mature. Cercetătorii au descoperit că creierele mai bătrâne aveau la fel de multe celule noi ca și creierele mai tinere, dar că creierele mai bătrâne făceau mai puține vase de sânge noi și conexiuni între celulele cerebrale.

Pentru a complica lucrurile, totuși, un alt studiu, publicat cu o lună înainte de acesta, a constatat contrariul, concluzionând că creierele adulte nu produc celule noi în hipocampus. Dezacordul s-ar putea datora modului în care au fost conservate creierele în cele două studii și tipurilor de creiere care au fost examinate. (Studiul anterior a analizat creiere cu diferite condiții de sănătate, în timp ce cercetarea ulterioară a analizat doar creiere care nu erau bolnave. De asemenea, ar fi putut folosi tehnici de conservare diferite, care ar fi putut afecta celulele.)

Creierul tău la stres

Vești proaste: Stresul poate micșora creierul. Asta potrivit unui studiu publicat în luna octombrie a acestui an.

În cadrul studiului, cercetătorii au analizat peste 2.000 de persoane sănătoase, de vârstă mijlocie, și au descoperit că cei cu niveluri mai ridicate de cortizol, hormonul stresului, aveau volume cerebrale ușor mai mici decât persoanele cu cantități normale de hormon. Persoanele cu niveluri mai ridicate de cortizol au avut, de asemenea, performanțe mai slabe la testele de memorie decât persoanele cu niveluri normale ale hormonului. Ambele constatări, trebuie remarcat, sunt asocieri între stres și creier și nu constatări de tip cauză-efect.

Stresul este normal pentru organism: În timpul momentelor de stres, nivelurile de cortizol cresc împreună cu cele ale unui alt hormon, adrenalina. Acești hormoni lucrează împreună pentru a vă arunca corpul într-un răspuns de luptă sau de fugă. Dar odată ce partea stresantă a trecut, nivelul de cortizol ar trebui să scadă. Cu toate acestea, ele nu fac întotdeauna acest lucru. Unii oameni, mai ales în această viață modernă, pot avea niveluri ridicate de cortizol pentru perioade lungi de timp. Reducerea stresului – cum ar fi obținerea unui somn mai bun, practicarea de exerciții fizice, implicarea în tehnici de relaxare și administrarea de medicamente care reduc cortizolul – ar putea avea o serie de beneficii, au spus cercetătorii.

Creierul tău te lasă să-ți auzi proprii pași?

Click, click, click: S-ar putea să îi mulțumești creierului tău pentru că te scutește de a auzi fiecare pas pe care îl faci. Un studiu efectuat pe șoareci în acest an a descoperit că creierul șoricelului anulează sunetul propriilor pași ai creaturii. Acest lucru a permis creaturilor să audă mai bine alte sunete din mediul înconjurător, cum ar fi zgomotele unui prădător.

Cercetătorii au descoperit că creierul șoarecilor a construit un filtru de zgomot pe măsură ce creierul s-a aclimatizat la un anumit sunet. A făcut acest lucru prin cuplarea celulelor din cortexul motor, o zonă a creierului care este implicată în mișcare, cu cortexul auditiv, o zonă implicată în sunet. Pur și simplu, celulele creierului din cortexul motor emit semnale pentru a bloca celulele creierului din cortexul auditiv să emită propriile semnale – în esență, mutând cortexul auditiv.

Și, deși studiul a fost realizat pe șoareci, oamenii de știință cred că rezultatele s-ar putea aplica și la oameni. Acest lucru se datorează faptului că avem deja sisteme similare în vigoare. De exemplu, creierul patinatorilor artistici învață la ce mișcări să se aștepte, iar neuronii inhibitori anulează reflexele care i-ar împiedica pe acești atleți să se învârtă și să execute rotirile lor nebunești.

Drogurile psihedelice pot schimba structura celulelor creierului

Drogurile psihedelice pot schimba fizic structura celulelor creierului, potrivit unui nou studiu. Această cercetare a fost efectuată pe celule cerebrale în vase de laborator și pe animale, dar dacă descoperirile sunt valabile pentru oameni, rezultatele ar putea însemna că aceste medicamente pot ajuta persoanele care au anumite tulburări de dispoziție.

Aceasta pentru că la persoanele cu depresie, anxietate sau alte tulburări de dispoziție, neuronii din cortexul prefrontal, o parte a creierului importantă pentru controlul emoțiilor, tind să se micșoreze. Iar ramurile lor – pe care neuronii le folosesc pentru a vorbi cu alți neuroni – tind să se retragă. Dar când oamenii de știință au adăugat droguri psihedelice, inclusiv LSD și MDMA, în vasele Petri cu neuroni de șobolan, au descoperit că numărul de conexiuni și ramificații din celulele nervoase a crescut.

Un al doilea creier în intestin?

Milioane de celule cerebrale trăiesc în intestinul gros și, pentru că aceste celule funcționează fără nicio instrucțiune din partea creierului sau a coloanei vertebrale, oamenii de știință se referă uneori la masa acestora ca fiind „al doilea creier”. Dar această masă are și un nume științific: sistemul nervos enteric. Iar un nou studiu, realizat la șoareci, arată că sistemul este destul de inteligent; poate trage neuroni sincronizați pentru a stimula mușchii și a le coordona activitatea, astfel încât să poată face lucruri cum ar fi scoaterea fecalelor din corp.

Creierul propriu-zis (cel din capul tău) poate, de asemenea, să facă acest lucru – să sincronizeze tragerea de neuroni – în stadiile timpurii ale dezvoltării creierului. Acest lucru înseamnă că acțiunile neuronilor din intestin ar putea fi o „proprietate primordială” din primele etape ale evoluției celui de-al doilea creier. Unii oameni de știință au emis chiar ipoteza că al doilea creier a evoluat înaintea primului și că acest model de ardere provine din cel mai timpuriu creier funcțional din organism.

.