26 Ιαν 2014

Οι εγκεφαλικές περιοχές επικοινωνούν μεταξύ τους με συγχρονισμένη πυροδότηση

Ο εγκέφαλος είναι ένα από τα πιο αξιοθαύμαστα όργανα κάθε ζωικής μορφής, πόσο μάλιστα στην περίπτωση του ανθρώπου. Χάρη σε αυτόν μπορούμε να αισθανόμαστε, να κινούμαστε, να σκεφτόμαστε, να λαμβάνουμε αποφάσεις, να αγαπούμε, να κατανοούμε και να παράγουμε λόγο, να απομνημονεύουμε και γενικά να επιβιώνουμε! Κι όμως αυτή η βιολογική μηχανή ζυγίζει λιγότερο από 1,5 κιλό, ενώ έχει διασυνδέσεις με όλα τα σημεία του σώματός μας. Όπως είναι γνωστό, ο εγκέφαλος δεν λειτουργεί με έναν άναρχο τρόπο. Αντίθετα, κάθε περιοχή του ειδικεύεται στην ανάλυση και εξαγωγή συγκεκριμένων πληροφοριών (π.χ. οπτική αντίληψη, συναισθήματα, απομνημόνευση κτλ). Πως όμως επικοινωνούν μεταξύ τους αυτές οι περιοχές; Δεδομένου ότι υπάρχουν εκατομμύρια συνδέσεις μεταξύ των εγκεφαλικών περιοχών, πως καταφέρνει ένα νευρικό σήμα να φτάσει από το ένα σημείο στο άλλο;

Αυτό ήταν το βασικό ερώτημα μιας ομάδας Ολλανδών ερευνητών από το Πανεπιστήμιο του Radboud[1] . Συγκεκριμένα, οι ερευνητές θέλησαν να δουν πως συνδέονται δύο είδη πληροφοριών στα πρώτα στάδια της απομνημόνευσης: οι νέες πληροφορίες με τις ήδη υπάρχουσες μνήμες που ανακαλούμε. Αυτό το οποίο ανακάλυψαν ήταν ότι η περιοχή που λαμβάνει αυτές τις δύο πληροφορίες συγχρονίζει την πυροδότηση των νευρώνων της με την πυροδότηση των νευρώνων των περιοχών που στέλνουν αυτές τις πληροφορίες. Για παράδειγμα εάν η περιοχή A που στέλνει αισθητηριακές πληροφορίες πυροδοτεί με μια συχνότητα της τάξης των 40Hz (40 πυροδοτήσεων το δευτερόλεπτο), ενώ η περιοχή B που ανακαλεί τις μνήμες πυροδοτεί με μια ταχύτητα της τάξης των 35Hz, η περιοχή Γ που λειτουργεί ως δέκτης και λαμβάνει και συνδέει αυτές τις δύο εναλλάσσει τη λήψη πληροφοριών μεταξύ 40Hz και 35Ηz. Με αυτόν τον τρόπο το σήμα που λαμβάνει η περιοχή Γ δεν μπερδεύεται με άλλα νευρικά σήματα.

Η εν λόγω έρευνα έγινε με την τοποθέτηση ηλεκτροδίων σε ποντίκια και μέτρηση της εγκεφαλικής δραστηριότητάς τους όταν τα ποντίκια προσπαθούσαν να συγκρίνουν τα οπτικά ερεθίσματα που λάμβαναν ενώ κινούνταν σε έναν λαβύρινθο με τις μνήμες που είχαν από τις προηγούμενες προσπάθειες που είχαν κάνει στον εν λόγω λαβύρινθο.

Όπως χαρακτηριστικά έγραψε ο ιστοχώρος PsyPost[2] , είναι σαν οι διάφορες εγκεφαλικές περιοχές να λειτουργούν ως πομποί και δέκτες ραδιοφωνικών σημάτων. Αν και αυτός ο παραλληλισμός είναι βοηθητικός δεν θα πρέπει να μας μπερδεύει: οι εγκεφαλικές περιοχές δεν επικοινωνούν «ασύρματα» όπως τα ραδιόφωνα, αλλά αντίθετα συνδέονται μεταξύ τους με συγκεκριμένες νευρικές οδούς. Αυτό αξίζει να το υπογραμμίσουμε για να μη γίνονται παρανοήσεις που μπορεί να οδηγήσουν κάποιους στην λανθασμένη εντύπωση ότι μιλάμε για απόδειξη τηλεπάθειας μεταξύ νευρώνων.

Η σημαντικότητα αυτής της έρευνας έγκειται στο γεγονός, πως είναι η πρώτη φορά που αποδεικνύεται ερευνητικά αυτού του είδους η θεωρία περί επικοινωνίας των εγκεφαλικών περιοχών. Παρόλο που τις τελευταίες 3-4 δεκαετίες οι γνώσεις μας για την λειτουργία του εγκεφάλου αυξήθηκαν γεωμετρικά, έχουμε αρκετό χρόνο ακόμη να καλύψουμε πριν την πλήρη κατανόηση του τρόπου ανάπτυξης αυτού του εκπληκτικού οργάνου και του τρόπου μεταφοράς ευαίσθητων πληροφοριών μεταξύ του συνόλου του Κεντρικού Νευρικού Συστήματος. Έρευνες παρόμοιες με αυτή μας βοηθούν να ρίξουμε περισσότερο φως σε αυτόν τον τομέα, κάτι που μελλοντικά μπορεί να οδηγήσει σε πολλές πρακτικές εφαρμογές, ιδιαίτερα σε σχέση με την αποκατάσταση ασθενών με εγκεφαλικές δυσλειτουργίες.

Εισαγωγική Εικόνα

Author: Δημήτρης Αγοραστός

Ψυχολόγος και κάτοχος μεταπτυχιακού διπλώματος στις νευροσυμπεριφορικές επιστήμες. Ολοκληρώνει το μεταπτυχιακό του στη Σχολική Ψυχολογία. Έχει ασχοληθεί ερευνητικά με θέματα όπως την έκφραση των ανθρωπίνων συναισθημάτων, την ενσυναίσθηση, την ανάπτυξη μαθησιακών διαταραχών και την διασύνδεση υπολογιστή-εγκεφάλου για τετραπληγικούς ασθενείς. Έχει ασχοληθεί επαγγελματικά και εθελοντικά με την ψυχοκοινωνική υποστήριξη ευάλωτων κοινωνικών ομάδων. Είναι ο διαχειριστής και ο κύριος αρθρογράφος του Ψυχολογείν.

Περισσότερες Πληροφορίες / Βιβλιογραφία

  1. H.O. Cabral et al. (2014). Oscillatory Dynamics and Place Field Maps Reflect Hippocampal Ensemble Processing of Sequence and Place Memory under NMDA Receptor Control. Neuron, 81(2),  402-415 []
  2. PsyPost: Brain works like radio receiver []