SME
Štvrtok, 3. december, 2020 | Meniny má OldrichKrížovkyKrížovky

V mozgu je zrejme veľa vecí inak

Čo dokáže neurón? Veľa, ako ukázala nová americká štúdia na uspaných potkanoch. Jediná bunka ovplyvnila charakter mozgových vĺn a tým aj činnosť celého mozgu viac, ako vedci doteraz predpokladali.

Výskum mozgu môže mať rôzne podoby.Výskum mozgu môže mať rôzne podoby. (Zdroj: ILUSTRAČNÉ SITA/AP)

BRATISLAVA. Pulzovanie jedinej mozgovej bunky - neurónu - môže prepnúť mozgové vlny podobné rozbúrenej morskej hladine na mierumilovné vlnky vidieckeho jazierka. Alebo naopak.

Výskum tímu Yang Danovej z Kalifornskej univerzity priniesol nové informácie o tom, ako mozog kontroluje svoju rozsiahlu aktivitu. Súčasne ukázal, že vplyv, ktorý na činnosť mozgu majú jednotlivé aktivované neuróny, je zrejme vyšší, než sa doteraz myslelo.

Štúdia môže prispieť k objasneniu otázky, prečo sa mozog zrazu začne správať chaoticky. Vysvetlilo by to aj vznik niektorých spánkových porúch.

Skryť Vypnúť reklamu

Neodpočívajú ani v spánku

Neuróny nemôžu fungovať osamotene. Na vzájomný kontakt im slúžia elektrické impulzy. Vďaka vzájomnej koordinácii riadia v tele všetky dôležité pochody počnúc pulzom srdca a rytmikou dýchania až k učeniu, správaniu sa v konkrétnych situáciách alebo strategickým rozhodnutiam.

Neodpočívajú nikdy, ani keď je človek v posteli. Aj takpovediac spánkový dialóg miliárd neurónov, ktorý produkuje mozgové vlny, možno prirovnať k hučaniu veľkého davu ľudí. Aktivita týchto vĺn, ktorá sa meria elektroencefalografom, prezrádza stav mozgu.

Napríklad pomalé a mohutné časovo zosúladené (synchronizované) vlny svedčia o etape, ktorá pripravuje mozog na hlboký spánok.

„Veľa neurónov robí tú istú vec v tom istom čase," komentuje túto spánkovú fázu Danová.

Skryť Vypnúť reklamu

Počas kvalitatívne odlišnej, tzv. REM fázy (rýchle pohyby očí, čo je najhlbšia fáza spánku), mozog začína žiť vlastným životom. Odpája sa od tela, o čom svedčia ochabnuté svaly, v tejto fáze sa odohrávajú najdramatickejšie sny. Vtedy sa začínajú neuróny správať individualistickejšie, kmitajú rýchlejšie a rozličné mozgové časti sú menej synchronizované.

Najvyššiu aktivitu, no najnižšiu súčinnosť však prejavujú neuróny pri zobudení (čo pre mnohých chronických spáčov určite nebude novinkou, za ktorú by sa mali udeľovať Nobelove ceny).

Tri elektródy

Spojenie medzi neurónmi zabezpečuje množstvo synáps. Tie sa môžu časom zosilňovať alebo zoslabovať, čo je podľa všetkého základom učenia a pamäti (a tiež zabúdania).
Danová a jej kolegovia chceli pochopiť, ako ovplyvňuje celková aktivita mozgu spojenie medzi dvoma neurónmi. Na štúdium mozgových vĺn umelo uspaných myší použili tri elektródy.

Skryť Vypnúť reklamu

Prvá slúžila na to, aby vzbudili v jednom neuróne rýchlu aktivitu, druhú použili na aktivovanie synáps. Tretia elektróda zbierala údaje o komplexnej aktivite neurónov v kortexe, tenkej vrstve neurónov, zodpovedných napríklad za pohyb a zrak.

Vedci predpokladali, že celková mozgová aktivita zostane počas experimentu rovnaká. Namiesto toho zistili, že „pošteklenie" jediného neurónu zmenilo stav celého mozgu.

„Spočiatku sa nám to zdalo čudné," povedala Danová. Potom si však vedci uvedomili, že tento jav si zasluhuje viac pozornosti.

Po podrobnejšom preštudovaní zistili, že aktivita jediného neurónu na vysokej frekvencii je schopná prepnúť mozog zo stavu non-REM do fázy REM - a naopak. Bol to neočakávaný výsledok.

„Každý neurón vytvára spojenie s ďalšími tisíckami neurónov, no väčšina z nich je slabá," vysvetlila Danová. Cieľová bunka neodpovedá predtým, ako ju v tom istom čase začnú „oslovovať" ďalšie pripojené bunky.

Skryť Vypnúť reklamu

Keď mozog spí aj bdie

Je prekvapujúce, že jediný neurón v kortexe dokázal zmeniť aktivitu celého mozgu. Ako a kde na to mohol získať toľko síl? To je otvorená otázka, ktorá si vyžiada ďalší výskum.

Danová hovorí, že nie je isté, ako by mohol práve kortex kontrolovať rôzne stavy mozgu, no predpokladá, že zmenu môže vyvolať aktivovaná dráha vedúca do hypotalamu (najstaršej časti mozgu, ktorá je akýmsi centrálnym kontrolórom).

Isté nie je ani to, ako k posilneniu neurónu prispeli v experimente sami vedci mnohonásobným opakovaním jeho stimulácie. Aj to však možno overiť v ďalších experimentoch.

Podstatné je, že pri týchto pokusoch získali poznatky o obvodoch, ktoré kontrolujú rôzne stavy mozgu, a zistili významnú úlohu jediného neurónu.

Skryť Vypnúť reklamu

Výskum je dôležitý aj na pochopenie mnohých porúch spánku. Jednou z nich je námesačníctvo, pri ktorom sa v mozgu kombinujú prvky spánku a bdelosti. Aspoň jednu epizódu tejto choroby zažije vyše 30 percent detí a sedem percent dospelých.

„Pri námesačníctve sa stráca hranica medzi pomalými spánkovými vlnami a zobudením," hovorí Danová. „Vaše svaly sa pohybujú, no vy si neuvedomujete, v akom prostredí sa nachádzate."

Danovej tím chce urobiť ďalšiu etapu výskumu nie na uspaných, ale na prirodzene spiacich myšiach. Jej prácu sponzoruje Medicínsky inštitút Howarda Hughesa, z ktorého komuniké autor pri písaní čerpal.

Skryť Vypnúť reklamu

Najčítanejšie na SME Tech

Skryť Vypnúť reklamu
Skryť Vypnúť reklamu
Skryť Vypnúť reklamu
Skryť Vypnúť reklamu

Hlavné správy zo Sme.sk

Jaroslav Haščák.
Dobré ráno

Dobré ráno: Po Haščákovi môže prísť na rad Fico

Haščákovi hrozí 20 rokov za mrežami.

KOMENTÁR PETRA SCHUTZA

S Haščákom v pyžame

Keby zaspieval, zničí nielen milovníka koly, ale aj povesť bývalých reformných strán.

Peter Schutz
Petra Vlhová (vľavo) a Veronika Velez-Zuzulová.

Neprehliadnite tiež

Kuracie kúsky z pestovaného mäsa od firmy Eat Just. Predaj kultivovaného mäsa schválil ako prvý Singapur.

Najvýznamnejšia vedkyňa, o ktorej ste asi nikdy nepočuli

Spoluzaklada významnú oblasť matematiky.

Podcast Zoom

Zoom: Najkrajší rádioteleskop Arecibo sa už nedá opraviť

Podcastový prehľad noviniek z vedy.

Inzercia - Tlačové správy

  1. Studujte v Praze ekonomii a business v angličtině
  2. Slovensko spoznalo najlepšie farmy minulého roka
  3. Ako inovácie menia naše návyky? Čo už dnes môžete robiť inak
  4. Tip na náhradu za rúško: Kvalitný nákrčník ochráni aj pred zimou
  5. Buďte v najlepšej spoločnosti!
  6. Za kvalitným vzdelaním nemusíte do sveta! Príďte na EkF TUKE
  7. ARÓNIA najsilnejšia prírodná prevencia proti respiračným vírusom
  8. METROPOLIS prináša mestské bývanie vo vysokom štandarde
  9. Aj matematika sa dá skrotiť
  10. Tip na vianočný darček? Kvalitný zrak so zľavou 1 000 €
  1. Tip na vianočný darček? Kvalitný zrak so zľavou 1 000 €
  2. Budeme môcť v budúcnosti pracovať len z domu?
  3. 8 inšpirácií, ako využiť zvyšky jedla a nič nevyhodiť
  4. Na výpadok elektriny vás môže upozorniť aj SMS
  5. Detský čaj COOP Jednoty získal unikátne medzinárodné ocenenie
  6. FMMR svojím výskumom reaguje na aktuálne živé témy
  7. Slovenské „šampanské“, za ktorým sa skrýva príbeh lásky
  8. Vianočné vydanie magazínu SME Ženy
  9. Novinka medzi prefabrikátmi
  10. Virtuálne prechádzky ako pomoc turistom pri orientácií
  1. Slnko a teplo aj cez sviatky: Do Egypta sa vracajú dovolenkári 16 819
  2. Budíte sa počas spánku? Toto sú hlavné príčiny 15 401
  3. Aká je chémia vôní 12 496
  4. Slovenská firma reformuje tradičné multimiliardové odvetvie 10 946
  5. Kaufland na Slovensku testoval novinku, ktorú zavádza v Európe 9 381
  6. Viete, aká je skutočná cena smartfónu? Číslo vás prekvapí 8 896
  7. Novodobý slovenský Baťa. Zamestnancom stavia domy 8 638
  8. Bývanie v meste predlžuje život 8 278
  9. Bezpečná dovolenka v exotike: Maldivy sú prešpikované zážitkami 7 781
  10. ARÓNIA najsilnejšia prírodná prevencia proti respiračným vírusom 6 359