Βρείτε μας στο Google News. Πατήστε εδώ!Η δραστηριότητα του ανθρώπινου εγκεφάλου είναι γνωστό ότι συνδέεται στενά με άλλα φυσιολογικά σήματα, όπως ο καρδιακός ρυθμός και η αναπνοή. Μια μελέτη από ερευνητές του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια στο Λος Άντζελες (UCLA) και άλλα ινστιτούτα αποκαλύπτει ότι ένα παγκόσμιο χωροχρονικό μοτίβο στον εγκέφαλο (δηλαδή ένα μοτίβο στην εγκεφαλική δραστηριότητα που επαναλαμβάνεται σε όλο τον εγκέφαλο και με την πάροδο του χρόνου) αποτελεί κεντρικό συστατικό αυτών των αλληλεπιδράσεων εγκεφάλου-σώματος.
Η ίδια ερευνητική ομάδα έχει τώρα ξεκινήσει να διερευνήσει περαιτέρω αυτό το παγκόσμιο σήμα, με την ελπίδα να εντοπίσει την υποκείμενη φυσιολογική και νευρωνική του προέλευση. Τα ευρήματά τους, που δημοσιεύθηκαν στο Nature Neuroscience, δείχνουν ότι αυτό το ενιαίο μοτίβο δραστηριότητας εγκεφάλου-σώματος καθοδηγείται σε μεγάλο βαθμό από το αυτόνομο νευρικό σύστημα, το μέρος του νευρικού συστήματος που ρυθμίζει την διέγερση και άλλες ακούσιες σωματικές λειτουργίες.
«Η έμπνευση για αυτό το έργο προήλθε από την προηγουμένως δημοσιευμένη εργασία μας στο Nature Neuroscience όπου περιγράψαμε εξέχοντα χωροχρονικά μοτίβα σε σήματα λειτουργικής μαγνητικής τομογραφίας (fMRI) του εγκεφάλου», δήλωσε ο Taylor Bolt, πρώτος συγγραφέας της εργασίας. «Από αυτά τα μοτίβα υπήρχε ένα που κυριαρχεί: το μοτίβο που είναι γνωστό ως το «παγκόσμιο σήμα». Είναι εύκολο να το δει κανείς κατά την προβολή μιας σάρωσης fMRI: ξαφνικά το σήμα fMRI του εγκεφάλου «ανάβει» με ισχυρή δραστηριότητα που φαίνεται να καλύπτει ολόκληρο τον εγκέφαλο – γι’ αυτό και ονομάζεται «παγκόσμιο σήμα».
Ο πρωταρχικός στόχος αυτής της πρόσφατης μελέτης από τον Bolt και τους συναδέλφους του ήταν να εντοπίσουν τις υποκείμενες φυσιολογικές και νευρωνικές πηγές του κυρίαρχου μοτίβου στα σήματα fMRI που παρατηρήθηκαν στην προηγούμενη εργασία τους. Για να το κάνουν αυτό, ανέλυσαν δεδομένα ανθρώπινης fMRI που συλλέχθηκαν σε προηγούμενες μελέτες και τα συγκέντρωσαν σε άμεσα διαθέσιμα σύνολα δεδομένων, τα οποία χρησιμοποιούνται ευρέως για τη διεξαγωγή νευροεπιστημονικής έρευνας. «Τα περισσότερα υπάρχοντα σύνολα δεδομένων είναι περιορισμένα – παλμικό οξύμετρο (PPG) στο δάχτυλο και στις ζώνες αναπνοής – ενώ άλλα μπορεί να συλλέγουν πιο ολοκληρωμένες καταγραφές», εξήγησε ο Bolt.
«Η Catie Chang είχε συγκεντρώσει ένα ολοκληρωμένο σύνολο δεδομένων fMRI με πληθώρα φυσιολογικών καταγραφών που μας επέτρεψε να παρακολουθήσουμε μια σειρά από σωματικές καταστάσεις και να τις συνδέσουμε με αυτό που συμβαίνει στον εγκέφαλο, ιδιαίτερα με το «παγκόσμιο σήμα» του εγκεφάλου. Συμπληρώσαμε επίσης αυτές τις αναλύσεις με διάφορα άλλα σύνολα δεδομένων fMRI (με σχετικές φυσιολογικές καταγραφές) για να διασφαλίσουμε την αξιοπιστία των ευρημάτων μας.
Οι μέθοδοι που χρησιμοποίησαν οι ερευνητές σχεδιάστηκαν προσεκτικά για να προσδιορίσουν τον βαθμό στον οποίο τα φυσιολογικά συστήματα του ανθρώπινου σώματος (π.χ. καρδιά, πνεύμονες, εξωκρινής μοίρα κ.λπ.) παρακολουθούν τις διακυμάνσεις στα παγκόσμια σήματα fMRI. Επιπλέον, εάν αυτά τα συστήματα είναι στενά συνδεδεμένα, ο Bolt και οι συνάδελφοί του ήθελαν να προσδιορίσουν ποιο από αυτά είναι υπεύθυνο για τις παγκόσμιες διακυμάνσεις της fMRI που παρατήρησαν. «Βρήκαμε μια ισχυρή συσχέτιση μεταξύ του παγκόσμιου σήματος fMRI και μιας σειράς αυτόνομων αλλαγών στο σώμα που κάλυπταν το καρδιαγγειακό, πνευμονικό, εξωκρινές και λείου μυϊκού συστήματος υπό συνθήκες ηρεμίας», δήλωσε ο Bolt.
«Διαπιστώσαμε επίσης ότι αυτές οι συν-διακυμάνσεις του εγκεφάλου και του σώματος που παρατηρούνται σε ηρεμία προκαλούνται από πειραματικό χειρισμό της αφύπνισης, συμπεριλαμβανομένης μιας βαθιάς αναπνοής και διαλείπουσας ακουστικής διέγερσης. Επιπλέον, οι ίδιες συν-διακυμάνσεις του εγκεφάλου και του σώματος παρατηρήθηκαν με αυθόρμητες αφυπνίσεις κατά τη διάρκεια του ύπνου (όπως μετρήθηκαν με σύντομη, απεριοδική ενεργοποίηση EEG).»
Συνολικά, τα ευρήματα που συγκέντρωσαν ο Μπολτ και οι συνάδελφοί του υποδηλώνουν ότι το αυτόνομο νευρικό σύστημα, το οποίο παίζει κεντρικό ρόλο στη ρύθμιση της αφύπνισης και της εγρήγορσης, αποτελεί σημαντική πηγή του παγκόσμιου σήματος fMRI. Ομοίως, υποδεικνύουν επίσης ότι το παγκόσμιο σήμα στον εγκέφαλο αποτελεί βασικό συστατικό της απόκρισης αφύπνισης του αυτόνομου νευρικού συστήματος. «Θα θέλαμε τώρα να εμβαθύνουμε στη λειτουργική σημασία του παγκόσμιου σήματος fMRI στην απόκριση αφύπνισης – τι «κάνει» για εμάς και ποιοι μηχανισμοί (ή συμπεριφορές) κατάντη επηρεάζονται από αυτό το φαινόμενο», πρόσθεσε ο Μπολτ.
