SME
Nedeľa, 2. október, 2022 | Meniny má Levoslav

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.

SkryťVypnúť 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.

SkryťVypnúť 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.

SkryťVypnúť 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.

SkryťVypnúť 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.

SkryťVypnúť 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.

SkryťVypnúť reklamu

Najčítanejšie na SME Tech

SkryťVypnúť reklamu
SkryťVypnúť reklamu
SkryťVypnúť reklamu
SkryťVypnúť reklamu

Hlavné správy zo Sme.sk

Falošná fotka, falošné údaje a falošná neexistujúca osoba. Polícia Slovenskej republiky na facebookovom profile pravidelne upozorňuje na podvodníkov na internete.

Čo robia pre obete banky a polícia?


29. sep
Peter Tkačenko

Koalícii prajeme dobrú chuť pri konzumácii moci s "tvrdými kresťanmi".


5 h
Štefan Czucz

Podnikateľ bol považovaný za mecenáša SMK, neskôr za vplyvného muža v pozadí strany Most-Híd.


27. sep
Húfnica Zuzana 2.

Vojna na Ukrajine pokračuje.


a 4 ďalší 18 h

Neprehliadnite tiež

Podcast Klik

Komentovaný prehľad technologických správ.


a 2 ďalší 1. okt

Premiérové vydanie rozšírenej rozhovorovej verzie podcastu Zoom.


a 2 ďalší 1. okt

Bohatý program Noci výskumníkov sa dá sledovať online.


Noc výskumníkov 30. sep

Nové správy zo sveta vedy.


30. sep

Inzercia - Tlačové správy

  1. Púštne kráľovstvo: Prečo by ste mali navštíviť Jordánsko?
  2. Notebook s dvomi obrazovkami. Ako dlho si naň budete zvykať?
  3. Dochádzate do Bratislavy? Auto nechajte doma
  4. 5 príkladov, kedy banke nejde len o peniaze
  5. Školy môžu získať podporu pre zelené projekty
  6. Európska noc výskumníkov prináša zážitky s vedou opäť naživo
  7. Riskovali viac než iní. Jeden z nich sa slávy nedožil
  8. Takto si nastavíte, aby vám maily od SME nekončili v spame
  1. KOSIT hľadá do svojho tímu ďalších vodičov
  2. Náklady na domácnosť pomôže ušetriť aj kompostér FoodCycler
  3. Notebook s dvomi obrazovkami. Ako dlho si naň budete zvykať?
  4. Dochádzate do Bratislavy? Auto nechajte doma
  5. Púštne kráľovstvo: Prečo by ste mali navštíviť Jordánsko?
  6. SITA Slovenská tlačová agentúra zlepšuje dostupnosť služieb
  7. 4 veci, na ktoré si treba dať pozor pri zateplení šikmej strechy
  8. 5 príkladov, kedy banke nejde len o peniaze
  1. Púštne kráľovstvo: Prečo by ste mali navštíviť Jordánsko? 6 258
  2. Riskovali viac než iní. Jeden z nich sa slávy nedožil 5 701
  3. Európska noc výskumníkov prináša zážitky s vedou opäť naživo 5 053
  4. Piešťanská firma ovládla svet zubárskych kresiel 4 671
  5. Digitálne dvojča v Konštrukta-TireTech 3 923
  6. Vyskúšajte vylepšenú aplikáciu SME aj s novou SME Minútou 3 797
  7. Najradšej by ste sa pri čítaní správ nechali zahrabať? 2 544
  8. Osem cestovateľských tipov, kam sa vybrať cez jesenné prázdniny 2 254
SkryťZatvoriť reklamu