share24.gr Μοιράσου την Ιδέα
Για πρώτη φορά, οι επιστήμονες εντόπισαν έναν τεράστιο νευρώνα τυλιγμένο γύρω από την περιφέρεια του εγκεφάλου ενός ποντικιού πειραματόζωου, ο οποίος είναι πυκνά συνδεδεμένος με τα δύο ημισφαίρια, γεγονός που ενδεχομένως να εξηγεί την προέλευση της συνείδησης.
Με τη χρήση μίας νέας τεχνικής απεικόνισης, η ομάδα εντόπισε τον τεράστιο νευρώνα, ο οποίος προέρχεται από μία από τις καλύτερα συνδεδεμένες περιοχές του εγκεφάλου. Οι ειδικοί λένε ότι ο νευρώνας αυτός θα μπορούσε να συντονίσει σήματα από διαφορετικές περιοχές ούτως ώστε να δημιουργήσει συνειδητή σκέψη.
Ο συγκεκριμένος νευρώνας που ανακαλύφθηκε πρόσφατα είναι ένας από τους τρεις που έχουν εντοπιστεί για πρώτη φορά στον εγκέφαλο ενός θηλαστικού και η καινούργια τεχνική απεικόνισης θα μπορούσε να μας βοηθήσει να κατανοήσουμε εάν έχουν εντοπιστεί παρόμοιες δομές του ανθρώπινου εγκεφάλου τους τελευταίους αιώνες.
Σε μία πρόσφατη συνάντηση του Κέντρου Έρευνας Εγκεφάλου μέσω Προηγμένων Μορφών Καινοτόμου Νευροτεχνολογίας που έλαβε χώρα στο Maryland, μία ομάδα από το Ινστιτούτο Επιστήμης του Εγκεφάλου «Allen» περιέγραψε τον τρόπο που και οι τρεις νευρώνες ενώνονται και με τα δύο ημισφαίρια του εγκεφάλου, ωστόσο ο μεγαλύτερος τυλίγεται γύρω από την περιφέρεια του οργάνου σαν «ακάνθινο στεφάνι». Μπορείτε να το δείτε στην εικόνα που βρίσκεται στην κορυφή της σελίδας.
Ο επικεφαλής της έρευνας Christof Koch ανέφερε στη Sara Reardon στο περιοδικό Nature ότι οι επιστήμονες δεν είχαν παρατηρήσει πολλούς νευρώνες να επεκτείνονται σε τέτοια απόσταση και στις δύο περιοχές του εγκεφάλου.
Είναι παράδοξο το γεγονός ότι και οι τρεις γιγαντιαίοι νευρώνες προέρχονται από ένα μέρος του εγκεφάλου που έχει δείξει ενδιαφέροντες συσχετισμούς με την ανθρώπινη συνείδηση κατά το παρελθόν – το προτείχισμα (ή ταινιώδης πυρήνας), ένα λεπτό στρώμα φαιάς ουσίας που θα μπορούσε να είναι η πιο στερεά συνδεδεμένη δομή του όλου εγκεφάλου, βάσει του όγκου.
Αυτή η σχετικά μικρή περιοχή κρύβεται μεταξύ της εσωτερικής επιφάνειας του νεοφλοιού στο κέντρο του εγκεφάλου και επικοινωνεί με σχεδόν όλες τις περιοχές του φλοιού και συντελεί σε πολλές λειτουργίες υψηλού γνωστικού επιπέδου, όπως η ομιλία, ο μακροπρόθεσμος σχεδιασμός και προχωρημένες αισθητηριακές λειτουργίες, όπως η όραση και η ακοή.
«Οι προηγμένες τεχνικές εγκεφαλικής απεικόνισης που εξετάζουν τους ιστούς λευκής ύλης (νευρικοί ιστοί), οι οποίοι εκπέμπονται προς και από το προτείχισμα αποκαλύπτουν ότι είναι ένας νευρωνικός Κεντρικός Μεγάλος Σταθμός», όπως ανέφερε ο Κoch στο περιοδικό Scientific American το 2014. «Σχεδόν κάθε περιοχή του φλοιού στέλνει ιστούς στο προτείχισμα»
Το προτείχισμα είναι τόσο πυκνά συνδεδεμένο με αρκετές σημαντικές περιοχές του εγκεφάλου, ώστε ο Francis Crick του DNA Double Helix Game αναφέρθηκε σε αυτό ως τον «μαέστρο της συνείδησης» σε μία εργασία που συνέγραψε με τον Koch το 2005.
Οι ερευνητές ισχυρίστηκαν ότι συνδέει όλες τις εξωτερικές και εσωτερικές μας αντιλήψεις μαζί σε μία μεμονωμένη ενοποιημένη εμπειρία, όπως ο μαέστρος συντονίζει την ορχήστρα και ορισμένες περίεργες ιατρικές περιπτώσεις του παρελθόντος απλώς ενίσχυσαν αυτό το επιχείρημα.
Πριν από μερικά χρόνια, το 2014, μία 54-χρονη γυναίκα εισήχθη στο Πανεπιστημιακό Ιατρικό Κέντρο George Washington για να λάβει θεραπευτική αγωγή λόγω επιληψίας.
Η θεραπεία αυτή αφορούσε προσεκτική εξέταση διαφόρων περιοχών του εγκεφάλου της γυναίκας με ηλεκτρόδια για να περιοριστεί η δυνητική πηγή των επιληπτικών κρίσεων, ωστόσο η ομάδα μπήκε στη διαδικασία να διεγείρει το προτείχισμα της γυναίκας, οπότε ανακάλυψαν ότι μπορούσαν κατ΄επανάληψη να «διακόψουν» και να «θέσουν σε λειτουργία» τη λειτουργία της συνειδητότητας της γυναίκας.
Η Ηelen Thomson αναφέρει στο περιοδικό New Scientist σχετικά με αυτό:
«Όταν η ομάδα πυροδότησε την περιοχή με ηλεκτρικές δονήσεις υψηλής συχνότητας, η γυναίκα έπαθε απώλεια συνείδησης. Σταμάτησε να διαβάζει και κοιτούσε το κενό με απλανές βλέμμα, δεν ανταποκρινόταν σε οπτικές ή ακουστικές εντολές και η αναπνοή της επιβραδύνθηκε.
Μόλις σταμάτησε η διέγερση, η γυναίκα αμέσως ανέκαμψε κι απέκτησε συνειδητότητα, αλλά δεν θυμόταν καθόλου το γεγονός. Το ίδιο συνέβαινε κάθε φορά που γινόταν διέγερση της περιοχής εκείνες τις δύο μέρες που διήρκησε το πείραμα».
Σύμφωνα με τον Koch, ο οποίος δεν ενεπλάκη στη μελέτη, αυτό το είδος απότομης και εστιασμένης «διακοπής και έναρξης» της συνειδητότητας δεν είχε παρατηρηθεί ποτέ στο παρελθόν.
Σύμφωνα με ένα άλλο πείραμα που εκπονήθηκε το 2015 οι ερευνητές εξέτασαν τις επιπτώσεις της κάκωσης του προτειχίσματος σε of 171 βετεράνους πολέμου, οι οποίοι είχαν τραύματα στον εγκέφαλο.
Οι ειδικοί ανακάλυψαν ότι η βλάβη του προτειχίσματος συσχετίστηκε με τη διάρκεια, όχι όμως και τη συχνότητα, της απώλειας συνείδησης και ισχυρίστηκαν ότι θα μπορούσε να παίζει έναν σημαντικό ρόλο στη διακοπή και την επανέναρξη της συνειδητής σκέψης, αλλά και κάποια άλλη περιοχή ενδεχομένως να εμπλέκεται στη διατήρηση της.
Και τώρα ο Koch και η ομάδα του έχουν ανακαλύψει εκτεταμένους νευρώνες σε εγκεφάλους ποντικιών, οι οποίοι προέρχονται από αυτή την μυστηριώδη περιοχή.
Για να χαρτογραφήσουν τους νευρώνες, οι ερευνητές συνήθως εγχέουν στα μεμονωμένα νευρικά κύτταρα χρώμα, κόβουν τον εγκέφαλο σε λεπτά τμήματα και κατόπιν ανιχνεύουν την οδό των νευρώνων δια χειρός.
Aυτή η τεχνική είναι παραδόξως υποτυπώδης για έναν νευροεπιστήμονα και δεδομένου ότι θα πρέπει να καταστραφεί ο εγκέφαλος κατά τη διεργασία, δεν εφαρμόζεται σε ανθρώπινα όργανα.
Ο Koch και η ομάδα του σκοπεύουν να χρησιμοποιήσουν μία τεχνική, η οποία θα ήταν λιγότερο παρεμβατική και θα μπορούσε να λειτουργήσει σε ποντίκια που ενδεχομένως να έχουν συγκεκριμένα γονίδια στους νευρώνες του προτειχίσματος οι οποίοι ενεργοποιούνται από συγκεκριμένο φάρμακο.
«Όταν οι ερευνητές παρείχαν στα ποντίκια μια μικρή ποσότητα φαρμάκου, μόνο ελάχιστοι νευρώνες ελάμβαναν αρκετή ποσότητα φαρμάκου για να ενεργοποιήσουν αυτά τα γονίδια», αναφέρει ο Reardon για το περιοδικό Nature.
«Αυτό είχε ως αποτέλεσμα την παραγωγή μίας πράσινης φθορίζουσας πρωτεΐνης που επεκτάθηκε σε ολόκληρη την επιφάνεια του νευρώνα. Η ομάδα τότε τράβηξε 10,000 απεικονίσεις εγκάρσιας τομής του εγκεφάλου του ποντικού και χρησιμοποίησε ένα πρόγραμμα στον υπολογιστή για να δημιουργήσει μια 3D ανακατασκευή τριών, μόνο, φθοριζόντων κυττάρων».
Θα πρέπει να έχουμε υπ΄όψιν ότι μόνο επειδή αυτοί οι τεράστιοι νευρώνες συνδέονται με το προτείχισμα δε σημαίνει ότι η υπόθεση του Koch σχετικά με τη συνείδηση είναι λανθασμένη – ο δρόμος για την απόδειξη είναι ακόμη μακρύς.
Πρέπει επίσης να σημειώσουμε ότι αυτοί οι νευρώνες έχουν εντοπιστεί μόνο σε ποντίκια, προς το παρόν, και η μελέτη δεν έχει ακόμη δημοσιευθεί σε επιστημονικό περιοδικό. Οπότε θα πρέπει να περιμένουμε για μία περαιτέρω επιβεβαίωση πριν μπορέσουμε να διερευνήσουμε τι μπορεί αυτό να σημαίνει για τον άνθρωπο.
Ωστόσο, αυτή η ανακάλυψη είναι ένα ενδιαφέρον κομμάτι του παζλ, που μπορεί να μας δώσει μια αίσθηση για την ταυτότητα αυτής της τόσο σημαντικής, αλλά αινιγματικής περιοχής του εγκεφάλου και του τρόπου που σχετίζεται με το ανθρώπινο βίωμα της συνειδητής σκέψης.
Η έρευνα παρουσιάστηκε στις 15 Φεβρουαρίου στη συνάντηση που έλαβε χώρα στο Κέντρου Έρευνας Εγκεφάλου μέσω Προηγμένων Μορφών Καινοτόμου Νευροτεχνολογίας στο Bethesda, Maryland.
share24.gr / Επιστημονικά Νέα
