Hämmastav aju
Aju skulpteerib mitte ainult seda, kes me oleme, vaid ka maailma, mida kogeme. See ütleb meile, mida näha, mida kuulda ja mida öelda. See laieneb, et mahutada uus õpitav keel või oskus. See räägib lugusid, kui me magame. See saadab häiresignaale ja julgustab keha ohtu tundma minnes jooksma või võitlema. Aju kohaneb keskkonnaga, nii et meid ei ärrita pidev lõhn vanas majas ega kliimaseade pidev nõme. Meie ajud vaatavad päikese poole ja ütlevad oma kehale, mis kell on. Aju salvestab mälestusi, nii valusaid kui ka meeldivaid.
Kuid kui aju on meie eksistentsi jaoks hädavajalik, on see meile endiselt sama müstiline kui kaugest galaktikast pärit planeet. Isegi 2018. aastal on neuroteadlased ikka veel avastanud selle umbes kolme naela kohta fundamentaalseid fakte. (1,4 kilogrammi) suurem osa koest. Mõnikord saavad uurijad pilgu inimese ajust või näevad, mis juhtub inimesega siis, kui suur osa ajust puudub. Teinekord peavad teadlased hiirtel uurima, et saada rohkem teada imetajate ajudest, ja siis tegema mõned arvamised, kuidas need leiud meie ajudega seotud on.
Siin on mõned põnevad asjad, mida me aju kohta 2018. aastal õppisime.
Uut tüüpi neuron
Mitte iga päev ei avasta teadlased inimese ajus täiesti uut tüüpi rakke, eriti sellist, mida neuroteadlaste lemmikvälistel isikutel, hiirtel, ei leidu. Nii kibuvitsa välimuse tõttu nimetatud kibuvitsa neuron oli teadlastest kuni selle aastani kõrvale pääsenud, osaliselt seetõttu, et see on nii haruldane.
See tabamatu ajurakk moodustab neokorteksi esimesest kihist vaid umbes 10 protsenti, mis on evolutsiooni osas üks aju uusimaid osi (see tähendab, et tänapäevaste inimeste kaugetel esivanematel seda struktuuri polnud). Neokorteks mängib rolli nägemises ja kuulmises. Teadlased ei tea veel, mida kibuvitsa neuron teeb, kuid nad leidsid, et see ühendub teiste neuronitega, mida nimetatakse püramiidrakkudeks - ergastava neuroni tüüp ja paneb neile pidurid peale.
USA, neuroteaduste patsient
Poiss, meditsiinikirjanduses tuntud kui "U.D." oli kolmandik tema aju paremast poolkerast neli aastat tagasi eemaldatud, et vähendada tema kurnavaid krampe. Eemaldatud ajuosa sisaldas tema kuklaluu parempoolset osa (aju nägemise töötlemise keskus) ja enamikku tema parempoolsest ajutisest lobeest, aju helitöötluskeskust. Nüüd vanus 11, U.D. ei näe oma maailma vasakpoolset külge, kuid ta funktsioneerib tunnetuses ja nägemisprotsessis sama hästi kui teised oma vanuses, isegi ilma selle aju võtmeosata.
Selle põhjuseks on asjaolu, et aju mõlemad pooled töötlevad nägemise kõige aspekte. U.D-st kirjutatud juhtumiuuringu kohaselt domineerib nägude tuvastamisel parempoolne ja vasakpoolne sõnade töötlemisel.
See uuring näitab aju plastilisust; USA parema nägemistöötluskeskuse puudumisel astus vasakpoolne kese sisse, et seda kompenseerida. Teadlased leidsid, et USA aju vasak pool tuvastas nägusid sama hästi kui paremal.
Aju võib sisaldada baktereid
Meie ajud võivad olla baktereid täis. Kuid ärge muretsege - tundub, et need ei kahjusta.
Varem arvasid teadlased, et aju on bakterivaba keskkond ja mikroobide olemasolu on haiguse tunnus. Kuid sel aastal suurel iga-aastasel neuroteaduste ühingu teaduslikul kohtumisel esitatud uuringu esialgsed järeldused leidsid, et meie ajud võivad tegelikult kahjulikke baktereid majutada.
Selle uuringu teadlased olid uurinud 34 surmajärgset aju, otsides erinevusi skisofreeniat põdevate ja haigusseisunditeta inimeste vahel. Kuid teadlased juhtusid oma piltidel vardakujulistel objektidel ja need kujundid osutusid bakteriteks.
Paistis, et mikroorganismid elavad aju mõnedes kohtades rohkem kui teistes; nende piirkondade hulka kuulusid hipokampus, prefrontaalne ajukoore ja jussi nigra. Mikroobid leiti ka ajurakkudes, mida nimetatakse astrotsüütideks, mis asusid hematoentsefaalbarjääri, aju valvava "piiriseina" lähedal.
Leide pole veel eelretsenseeritud ajakirjas avaldatud ning leidude kinnitamiseks on vaja rohkem uurida, ütlesid teadlased.
Aju on magnetiline
Meie ajud on magnetilised. Või vähemalt sisaldavad ajud osakesi, mida saab magnetiseerida. Kuid teadlased ei tea tegelikult, miks need osakesed ajus asuvad või kust nad pärit on. Mõned teadlased usuvad, et need magnetiseeritavad osakesed täidavad bioloogilist eesmärki, teised väidavad, et osakesed sattusid keskkonda saastumise tõttu aju.
Sel aastal kaardistasid teadlased, kus need osakesed ajus asuvad. Teadlased väitsid, et nende uuringu tulemused näitavad, et osakesed on seal põhjusel. Sellepärast, et kõigis uuritud ajudes - seitsmest inimesest, kes surid 1990. aastate alguses vanuses 54-87 aastat - kogesid magnetilised osakesed alati samu piirkondi. Uurijad leidsid ka, et enamik aju osi sisaldas neid väikeseid magneteid.
Paljudel loomade ajudel on ka magnetilisi osakesi ja on isegi mõned soovitused, et loomad kasutaksid neid osakesi navigeerimiseks. Veelgi enam, seda tüüpi bakterid, mida nimetatakse magnetotaktilisteks bakteriteks, kasutavad osakesi kosmoses orienteerumiseks.
Inimese teadvuse eest vastutav viirus?
Iidne viirus nakatus juba ammu ja see sissetungija jättis oma DNA-sse oma geneetilise koodi. Sel aastal leidsid teadlased, et selle iidse viiruse DNA lõikudel on oluline roll ajurakkude vahelises suhtluses, mis on vajalik kõrgema järgu mõtlemiseks.
Pole tavaline, et inimesed kannavad viiruse geneetilise koodi katkendid ümber; umbes 40–80 protsenti inimese genoomist koosneb viiruste poolt maha jäetud geenidest.
Selle aasta uuringus leidsid teadlased, et viiruse geen nimega Arc pakendab muud geneetilist teavet ja saadab selle ühelt närvirakult teisele. See geen aitab ka rakke aja jooksul ümber korraldada. Veelgi enam, Arc geeni probleemid kipuvad ilmnema inimestel, kellel on autism või muud närvihäired.
Teadlased loodavad nüüd välja selgitada täpse mehhanismi, mille abil Arc geen meie genoomi sattus ja mida see täpselt meie ajurakkudele ütleb.
Noored rakud vanades ajudes või jah?
Meie keha käsutab pidevalt vanu rakke ja teeb neist uusi. Kuid aastakümnete jooksul uskusid teadlased, et vananevates ajudes seda rakuvahetust ei toimunud. Viimastel aastatel on hiirtel tehtud uuringud - ja mõned varasemad uuringud inimestel - tekitanud selle mõiste kohta küsimusi.
Sel aastal esitas paber, mis võib olla esimene kindel tõend selle kohta, et vanemad ajud loovad uusi rakke. Teadlased uurisid 28 surmajärgset, mitteseotud aju inimestelt, kes olid surres 14–79-aastased. Teadlased lõikasid tüki iga aju hipokampuse - aju piirkonna, mis on õppimise ja mälu jaoks oluline -, siis loendati nende noorte rakkude arv, mis polnud veel täielikult küpsed. Teadlased leidsid, et vanematel ajudel oli sama palju uusi rakke kui noorematel, kuid vanematel ajudel tekkis ajurakkude vahel vähem uusi veresooni ja ühendusi.
Asjade keerukamaks tegemiseks leidis kuu aega enne seda avaldatud erinev uuring aga vastupidise järelduse, järeldades, et täiskasvanute ajud ei moodusta hipokampuses uusi rakke. Lahkarvamused võisid tuleneda aju säilitamise viisist kahes uuringus ja uuritud aju liikidest. (Varasemas uuringus vaadeldi ajusid, mille tervislik seisund on erinev, hilisemas uuringus vaadeldi ainult mitteseotud ajusid. Nad oleksid võinud kasutada ka erinevaid säilitusmeetodeid, mis võiksid rakke mõjutada.)
Teie aju on stressis
Halvad uudised: stress võib aju kahandada. See selgub käesoleva aasta oktoobris avaldatud uuringust.
Uuringus vaatasid teadlased enam kui 2000 tervet keskealist inimest ja leidsid, et neil, kellel on kõrgem stressihormooni kortisool, on aju maht pisut väiksem kui inimestel, kellel on hormooni normaalne kogus. Kõrgema kortisoolitasemega inimestel olid mälukatsed ka kehvemad kui normaalse hormoonitasemega inimestel. Tuleb märkida, et mõlemad leiud on seotud stressi ja aju vahel, mitte aga põhjuse ja tagajärjega.
Stress on keha jaoks normaalne: stressi ajal tõuseb kortisooli tase koos teise hormooni - adrenaliiniga. Need hormoonid töötavad koos, et keha reageerida võitlusse või lendu. Kuid kui stressirohke osa on möödas, peaks kortisooli tase langema. Nad ei tee seda alati. Mõnedel inimestel, eriti selles kaasaegses elus, võib pikka aega olla kõrgenenud kortisoolitase. Stressi vähendamisel - näiteks parema magamise, treenimise, lõdvestustehnikatega tegelemisel ja kortisooli vähendavate ravimite võtmisel - võiks olla mitmeid eeliseid, ütlesid teadlased.
Kas teie aju laseb teil kuulda teie enda jälgi?
Klõpsake, klõpsake, klõpsake: võite oma aju tänada selle eest, et ta säästis teid iga teie tehtud sammu kuulmisest. Sel aastal hiirtega läbi viidud uuring leidis, et hiire aju kustutas kriitiku enda jälgedes kõla. See võimaldas olenditel paremini kuulda nende ümbruses muid helisid, näiteks kiskja müra.
Teadlased leidsid, et hiire aju ehitas mürafiltri, kuna aju aklimatiseerus kindlale helile. See tehti selleks, ühendades rakud motoorses ajukoores - aju piirkonnas, mis on seotud liikumisega - kuulmiskoorega, alaga, mis on seotud heliga. Lihtsustatult öeldes - ajurakud tekitavad motoorses ajukoores tulesignaale, et blokeerida kuulmiskoore ajurakud nende enda signaalide vallandamisest - summutades sisuliselt kuulmisaju.
Ja kuigi uuring tehti hiirtega, arvavad teadlased, et tulemused võivad kehtida ka inimeste kohta. Seda seetõttu, et meil on sarnased süsteemid juba paigas. Näiteks iluuisutajate ajud õpivad, milliseid liikumisi oodata, ja inhibeerivad neuronid tühistavad refleksid, mis takistaksid neil sportlastel keerutamast ja hullumeelseid keerutusi sooritamast.
Psühhedeelilised ravimid võivad muuta ajurakkude struktuuri
Uue uuringu kohaselt võivad psühhedeelilised ravimid ajurakkude struktuuri füüsiliselt muuta. See uuring viidi läbi laborianalüüside ja loomade ajurakkudega, kuid kui leiud kehtivad ka inimestele, võivad tulemused tähendada, et need ravimid võivad aidata inimesi, kellel on teatud meeleoluhäired.
Selle põhjuseks on asjaolu, et depressiooni, ärevuse või muude meeleoluhäiretega inimestel kipuvad prefrontaalses ajukoores - emotsioonide kontrollimiseks olulises ajus - olevad neuronid kokku tõmbuma. Ja nende harud - mida neuronid kasutavad teiste neuronitega rääkimiseks - kipuvad tagasi tõmbuma. Kuid kui teadlased lisasid roti neuronitega Petri tassidele psühhedeelseid ravimeid, sealhulgas LSD ja MDMA, leidsid nad, et närvirakkude ühenduste ja harude arv suurenes.
Teine aju soolestikus?
Miljonid ajurakud elavad jämesooles ja kuna need rakud toimivad ilma aju või selgroo juhisteta, nimetavad teadlased nende massi mõnikord "teiseks ajuks". Kuid sellel massil on ka teaduslik nimetus: enteeriline närvisüsteem. Ja uus, hiirtega tehtud uuring näitab, et süsteem on üsna nutikas; see võib vallandada sünkroniseeritud neuroneid, et stimuleerida lihaseid ja koordineerida nende tegevust, et see saaks teha selliseid asju nagu rooja kehast välja viimine.
Tegelik aju (see, mis asub teie peas) saab seda teha ka aju arengu varases staadiumis - sünkroniseerida neuronite tulistamist. See tähendab, et neuronite toimed soolestikus võivad olla "ürgne omadus" alates teise aju evolutsiooni esimestest etappidest. Mõned teadlased loodavad isegi, et teine aju arenes välja enne esimest ja see tulistamismuster pärineb kehas kõige varasemast funktsioneerivast ajust.
