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.(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.

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.

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.

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.

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.

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.

Najčítanejšie na SME Tech


Hlavné správy zo Sme.sk

EKONOMIKA

Brusel vyšetruje dotácie pre Jaguar v Nitre. Môžu Briti odísť?

Európskej komisii sa nepozdávajú 130-miliónové dotácie ani súvisiace investície za pol miliardy eur.

DOMOV

Policajti bili obuškami Rómov, Gašpar vidí neprimerané zákroky

Policajti zasahovali v Zborove pre šarvátku medzi Rómami.

KOMENTÁRE

Vydrží to ešte Most alebo padne?

Trpezlivosť voličov nemožno skúšať donekonečna.

Neprehliadnite tiež

Zdá sa, že vesmírny lúč sa pohybuje päťkrát rýchlejšie ako svetlo

Kozmická ilúzia môže odhaliť tajomstvo štartu či zastavenia vzniku nových hviezd.

Najväčšia plávajúca elektráreň? Spustili ju v Číne

Ak solárne panely plávajú na vode, možno ich efektívne chladiť pre zachovanie životnosti a výkonu.

Umelá inteligencia porazila svetového šampióna v hre Go

AlphaGo je zručnejšia a šikovnejšia. V prvej hre porazila aktuálnu svetovú jednotku.

V obežných dráhach planét vzdialenej sústavy objavili vzorec

Obežné dráhy planét v sústave TRAPPIST-1 spája dráhová rezonancia.

Inzercia - Tlačové správy


  1. Čím všetkým som si prešla, aby som sa naučila po anglicky
  2. Štatutári, máte už prístup k elektronickej schránke?
  3. Zabudnite na nové a neekologické PC. Je tu Refurbished!
  4. Volkswagen Arteon je výkladná skriňa technológií
  5. Yeme chce byť výnimočný obchod aj vďaka výnimočným zamestnancom
  6. Lepšie bývať na vidieku, alebo v meste? Hľadali sme výhody
  7. Poznáte pôvod slovenských slov? Otestujte sa
  8. Hyundai H350 je dokonale spoľahlivým partnerom pre biznis
  9. Plavba po Karibiku na luxusnej lodi
  10. Študenti majú na získanie 30 € ešte 20 dní
  1. Stavba domu na kľúč – úspora času aj financií
  2. Štatutári, máte už prístup k elektronickej schránke?
  3. Nová veľvyslankyňa Turecka na návšteve EU v Bratislave
  4. Prijatie delegácie rektorov ekonomických univerzít z Indonézie
  5. Čím všetkým som si prešla, aby som sa naučila po anglicky
  6. Zabudnite na nové a neekologické PC. Je tu Refurbished!
  7. Základné štandardy práce pre realitné kancelárie
  8. Takmer polovicu porúch šikmých striech spôsobujú zlé doplnky
  9. Lepšie bývať na vidieku, alebo v meste? Hľadali sme výhody
  10. Yeme chce byť výnimočný obchod aj vďaka výnimočným zamestnancom
  1. Poznáte pôvod slovenských slov? Otestujte sa 13 360
  2. Plavba po Karibiku na luxusnej lodi 8 959
  3. Lepšie bývať na vidieku, alebo v meste? Hľadali sme výhody 8 748
  4. Hyundai H350 je dokonale spoľahlivým partnerom pre biznis 5 808
  5. Čím všetkým som si prešla, aby som sa naučila po anglicky 5 554
  6. Domácnosť, ktorá šetrí sama? Aj u nás je to už realitou 5 302
  7. Desať obľúbených miest v Chorvátsku 5 249
  8. Študenti majú na získanie 30 € ešte 20 dní 4 812
  9. Yeme chce byť výnimočný obchod aj vďaka výnimočným zamestnancom 4 503
  10. Viete, čo kupujete? Ako rozoznať kvalitný chlieb od nekvalitného 4 329