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

Úžasný mozek

Mozek vytváří nejen to, kdo jsme, ale také svět, který prožíváme. Říká nám, co vidět, co slyšet a co říct. Rozšiřuje se tak, aby vyhovoval novému jazyku nebo dovednostem, které se učíme. Vypráví příběhy, když spíme. Vysílá poplachové signály a podněcuje tělo k běhu nebo boji, když cítí nebezpečí. Mozek se přizpůsobí prostředí, takže nás neotravuje neustálý zápach ve starém domě nebo neustálý hukot klimatizace. Naše mozky hledí na slunce a řeknou našemu tělu, kolik je hodin. Mozek ukládá vzpomínky, jak bolestivé, tak příjemné.

Ale stejně důležitý jako mozek je pro naši existenci, je pro nás stále stejně záhadný jako planeta z daleko odhozené galaxie. I v roce 2018 neurovědci stále objevují základní fakta o tomto zhruba 3 lb. (1,4 kg) objem tkáně. Vědci někdy nahlédnou do lidského mozku nebo uvidí, co se stane s osobou, když chybí velká část mozku. Jindy musí vědci studovat myši, aby se dozvěděli více o mozcích savců, a pak udělat nějaké odhady ohledně toho, jak se tyto nálezy vztahují k našim vlastním mozkům.

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

Nový druh neuronu

Vědci neobjevují každý den úplně nový typ buňky v lidském mozku, zejména buňku, která se nenachází u oblíbených neľudských předmětů neurovědců, myší. „Šířící neuron“, tak pojmenovaný kvůli svému huňatému vzhledu, unikal vědcům až do letošního roku, částečně proto, že je tak vzácný.

Tato nepolapitelná mozková buňka tvoří pouze asi 10 procent první vrstvy neokortexu, jedné z nejnovějších částí mozku z hlediska evoluce (což znamená, že vzdálenější předci moderních lidí tuto strukturu neměli). Neokortex hraje roli ve vidění a sluchu. Vědci dosud nevědí, co neuron šípkového dělají, ale zjistili, že se připojuje k jiným neuronům nazývaným pyramidální buňky, druh excitačního neuronu, a brzdí na ně.

[Přečtěte si více o neuronu šíří]

U.D., neurovědní pacient

Chlapec, známý v lékařské literatuře jako „U.D.“ nechal jednu třetinu pravé hemisféry mozku odstranit před čtyřmi lety, aby se snížily jeho oslabující záchvaty. Část mozku, která byla odstraněna, zahrnovala pravou stranu jeho týlního laloku (centrum pro zpracování zraku mozku) a většinu jeho pravého dočasného laloku, centrum pro zpracování zvuku mozku. Nyní ve věku 11 let, U.D. nevidí levou stranu svého světa, ale stejně dobře funguje jako jeho věk v poznání a zpracování zraku, a to i bez této klíčové části mozku.

Je to proto, že obě strany mozku zpracovávají většinu aspektů vidění. Podle případové studie psané o U.D je však v detekci tváří dominantní pravice, zatímco levá strana je ve zpracování slov dominantní.

Tato studie ukazuje plasticitu mozku; v nepřítomnosti pravého střediska pro zpracování zraku U.D. vstoupil levý střed, aby kompenzoval. Ve skutečnosti vědci zjistili, že levá strana mozku U.D. detekovala tváře stejně dobře jako pravá.

[Přečtěte si více o U.D.]

Mozek může obsahovat bakterie

Naše mozky se možná hemží bakteriemi. Ale nebojte se - nevypadá to, že by způsobovalo škodu.

Dříve vědci mysleli, že mozek je prostředí bez bakterií a že přítomnost mikrobů je známkou nemoci. Ale předběžná zjištění ze studie představené tento rok na velkém každoročním vědeckém setkání Společnosti pro neurovědu zjistila, že naše mozky by mohly vlastnit neškodné bakterie.

Vědci v této studii zkoumali 34 posmrtných mozků a hledali rozdíly mezi těmi, kteří trpěli schizofrenií, a těmi, kteří nebyli v kondici. Vědci se však na jejich obrazech stále dělali s objekty ve tvaru tyče a tyto tvary se ukázaly jako bakterie.

Zdálo se, že mikroorganismy žijí v některých místech v mozku více než v jiných; tyto oblasti zahrnovaly hippocampus, prefrontální kůru a substantia nigra. Mikroby byly také nalezeny v mozkových buňkách zvaných astrocyty, které byly poblíž hematoencefalické bariéry, „hraniční stěny“, která chrání mozek.

Tato zjištění dosud nebyla publikována v recenzovaném časopise a vědci tvrdí, že k potvrzení nálezů je zapotřebí dalšího výzkumu..

[Přečtěte si více o bakteriích v mozku]

Mozek je magnetický

Naše mozky jsou magnetické. Nebo alespoň mozky obsahují částice, které mohou být magnetizovány. Vědci však opravdu nevědí, proč jsou tyto částice v mozku nebo odkud pocházejí. Někteří vědci se domnívají, že tyto magnetizovatelné částice slouží biologickému účelu, zatímco jiní říkají, že částice se dostaly do mozku kvůli kontaminaci životního prostředí.

Letos vědci zmapovali, kde se tyto částice nacházejí v mozku. Výsledky jejich studie, uvedli vědci, ukazují, že částice jsou z nějakého důvodu. To proto, že ve všech mozcích vědci zkoumali - ze sedmi lidí, kteří zemřeli na začátku 90. let ve věku 54 až 87 - byly magnetické částice vždy soustředěny ve stejných oblastech. Vyšetřovatelé také zjistili, že většina částí mozku tyto malé magnety obsahovala.

Mnoho zvířecích mozků má také magnetické částice a existuje dokonce náznak, že zvířata tyto částice používají k navigaci. A co víc, typ bakterií zvaných magnetotaktické bakterie používá částice k orientaci v prostoru.

[Přečtěte si více o našem magnetickém mozku]

Virus zodpovědný za lidské vědomí?

Lidé infikovaní starým virem dávno dávno, a tento útočník zanechal za sebou svůj genetický kód v naší DNA. V letošním roce vědci zjistili, že úlomky této prastaré virové DNA hrají zásadní roli v komunikaci mezi mozkovými buňkami, která je nezbytná pro myšlení vyššího řádu.

Není neobvyklé, že lidé nesou útržky virového genetického kódu; přibližně 40 až 80 procent lidského genomu tvoří geny, které zůstaly viry.

Ve studii letos vědci zjistili, že virový gen zvaný Arc shromažďuje další genetické informace a odesílá je z jedné nervové buňky do další. Tento gen také pomáhá časem reorganizovat buňky. A co víc, problémy s genem Arc mají tendenci se vyskytovat u lidí, kteří mají autismus nebo jiné nervové poruchy.

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

[Přečtěte si více o tomto starodávném viru]

Mladé buňky ve starých mozcích nebo nah?

Naše těla neustále likvidují staré buňky a vytvářejí nové. Ale po celá desetiletí vědci věřili, že k tomuto buněčnému obratu nedošlo ve stárnutí mozku. V posledních letech však studie provedené na myších - a některé rané studie na lidech - vyvolaly otázky týkající se tohoto pojmu.

Letos tento dokument poskytl první silný důkaz, že starší mozky vytvářejí nové buňky. Vědci studovali 28 postmortem, nedisponovaných mozků od lidí ve věku 14 až 79 let, když zemřeli. Vědci nakrájeli hippocampus každého mozku, oblast mozku, která je důležitá pro učení a paměť, a pak spočítali počet mladých buněk, které nebyly zcela zralé. Vědci zjistili, že starší mozky měly tolik nových buněk jako mladší mozky, ale že starší mozky vytvořily méně nových krevních cév a spojení mezi mozkovými buňkami.

Pro komplikování záležitostí však jiná studie, publikovaná měsíc před touto studií, našla pravý opak a dospěla k závěru, že dospělí mozky nevytvářejí nové buňky v hippocampu. Neshoda mohla být způsobena způsobem, jakým byly mozky zachovány ve dvou studiích, a druhy mozků, které byly vyšetřeny. (Dřívější studie se zabývala mozky s různými zdravotními stavy, zatímco pozdější výzkum se zaměřil pouze na mozky bez nákazy. Mohly také použít různé konzervační techniky, které by mohly ovlivnit buňky.)

[Přečtěte si více o mladých buňkách ve starých mozcích]

Váš mozek na stres

Špatná zpráva: Stres může mozek zmenšit. To je podle studie zveřejněné v říjnu tohoto roku.

Ve studii vědci zkoumali více než 2 000 zdravých lidí středního věku a zjistili, že lidé s vyšší hladinou kortizolu stresového hormonu měli o něco menší objemy mozku než lidé s normálním množstvím hormonu. Lidé s vyššími hladinami kortizolu také měli horší výsledky při testech paměti než lidé s normálními hladinami hormonu. Je třeba poznamenat, že oba nálezy jsou souvislostmi mezi stresem a mozkem a nejsou příčinami a důsledky.

Stres je pro tělo normální: Během stresu se hladiny kortizolu zvyšují společně s hladinami jiného hormonu, adrenalinu. Tyto hormony spolupracují a hodí vaše tělo do bojové nebo letové reakce. Jakmile však stresující část skončí, hladiny kortizolu by se měly snížit. Ne vždy to však dělají. Někteří lidé, zejména v tomto moderním životě, mohou mít zvýšené hladiny kortizolu po dlouhou dobu. Snížení stresu - například zlepšením spánku, cvičení, zapojením do relaxačních technik a užíváním kortizolu snižujících léků - může mít řadu výhod, uvedli vědci..

[Přečtěte si více o mozku ve stresu]

Umožní vám váš mozek slyšet vaše vlastní kroky?

Klikněte, klikněte, klikněte: Možná máte mozek, aby vám poděkoval za to, že vás ušetřil od každého kroku, který podniknete. Studie provedená na myších v tomto roce zjistila, že mozek myši potlačil zvuk vlastních scén. To umožnilo tvorům lépe slyšet další zvuky v jejich okolí, jako jsou zvuky dravce.

Vědci zjistili, že mozek myši vytvořil šumový filtr, když se mozek aklimatizoval na specifický zvuk. Udělalo to spojením buněk v motorické kůře, oblasti mozku, která je zapojena do pohybu, do sluchové kůry, oblasti spojené se zvukem. Jednoduše řečeno, mozkové buňky v motorových kortexových palebných signálech blokují mozkové buňky ve sluchové kůře v odpalování jejich vlastních signálů - v podstatě mutují zvukovou kůru.

A přestože byla studie provedena na myších, vědci si myslí, že výsledky by se mohly vztahovat i na člověka. Je to proto, že již máme podobné systémy zavedeny. Například mozky krasobruslařů se naučí, jaké pohyby očekávat, a inhibiční neurony zruší reflexy, které by těmto sportovcům zabránily v předení a provádění jejich šílených zápletek.

[Přečtěte si více o tomto filtru potlačujícím šum]

Psychedelická léčiva mohou změnit strukturu mozkových buněk

Podle nové studie mohou psychedelická léčiva fyzicky změnit strukturu mozkových buněk. Tento výzkum byl prováděn na mozkových buňkách v laboratorních miskách a na zvířatech, ale pokud nálezy platí pro člověka, výsledky by mohly znamenat, že tyto léky mohou pomoci lidem, kteří mají určité poruchy nálady.

Je tomu tak proto, že u lidí s depresí, úzkostí nebo jinými poruchami nálady mají neurony v prefrontální kůře, část mozku důležitá pro kontrolu emocí, tendenci se scvrkávat. A jejich větve - které neurony používají k rozhovoru s jinými neurony - mají tendenci se stahovat. Když však vědci přidali psychedelická léčiva včetně LSD a MDMA do Petriho misek s neurony potkana, zjistili, že počet spojení a větví v nervových buňkách se zvýšil.

[Přečtěte si více o tom, jak psychedelici mění mozek]

Druhý mozek ve střevě?

V tlustém střevě žijí miliony mozkových buněk, a protože tyto buňky fungují bez jakýchkoli pokynů mozku nebo páteře, vědci někdy označují jejich hmotu jako „druhý mozek“. Ale tato mše má také vědecké jméno: střevní nervový systém. A nová studie provedená na myších ukazuje, že systém je docela chytrý; může střílet synchronizované neurony, aby stimulovaly svaly a koordinovaly jejich činnost tak, aby mohla dělat věci, jako je pohyb výkalů z těla.

Skutečný mozek (ten ve vaší hlavě) to také může - synchronizovat vypalování neuronů - v raných stádiích vývoje mozku. To znamená, že neuronové akce ve střevě by mohly být „prvotní vlastností“ od prvních fází vývoje druhého mozku. Někteří vědci dokonce předpokládají, že se druhý mozek vyvinul před prvním a že tento vzorec střelby pochází z nejdříve fungujícího mozku v těle.

[Přečtěte si více o tomto inteligentním druhém mozku]