Вступ
За останні десятиліття нейронаука досягла приголомшливих успіхів, і все ж критична частина мозку залишається загадкою. Я маю на увазі мозочок, названий так на честь латині «маленький мозок», який розташований як булочка в задній частині мозку. Це не маленька помилка: мозочок містить три чверті всіх нейронів мозку, які організовані майже кристалічно, на відміну від заплутаної гущі нейронів, які зустрічаються в інших місцях.
Енциклопедічні статті і в підручниках підкреслюється той факт, що функція мозочка полягає в контролі рухів тіла. Немає сумніву, що мозочок виконує цю функцію. Але тепер вчені підозрюють, що ця давня точка зору є короткозорою.
Принаймні так я дізнався в листопаді у Вашингтоні, округ Колумбія, під час відвідування Щорічне засідання Товариства неврології, найбільша зустріч неврологів у світі. Там пара неврологів організувала а симпозіум про нещодавно відкриті функції мозочка, не пов’язані з руховим контролем. Нові експериментальні методи показують, що окрім контролю за рухами, мозочок регулює складну поведінку, соціальні взаємодії, агресію, оперативну пам’ять, навчання, емоції тощо.
Тріщина в панівній мудрості
Зв'язок між мозочком і рухом відомий з 19 століття. Пацієнти, які отримали травму області головного мозку, мали очевидні труднощі з рівновагою та рухом, не залишаючи сумніву, що це було критично важливо для координації рухів. За десятиліття нейробіологи розробили детальне розуміння того, як унікальна нейронна схема мозочка контролює рухові функції. Пояснення того, як працює мозочок, здавалося водонепроникним.
Потім, у 1998 р., у журн BrainПро це повідомили неврологи широкий спектр емоційних і когнітивних розладів у хворих з ураженням мозочка. Наприклад, у 1991 році 22-річна студентка коледжу впала під час катання на ковзанах; КТ виявила пухлину в її мозочку. Після її видалення хірургічним шляхом вона стала зовсім іншою людиною. Талановита студентка втратила здатність грамотно писати, робити розумову арифметику, називати звичайні предмети або копіювати просту схему. Її настрій зіпсувався. Вона ховалася під ковдрою і поводилася неадекватно, роздягаючись у коридорах і розмовляючи дитячою балакучкою. Її соціальні взаємодії, включаючи впізнавання знайомих облич, також були порушені.
Цей та подібні випадки спантеличили авторів. Вважалося, що ці когнітивні та емоційні функції високого рівня знаходяться в корі головного мозку та лімбічній системі. «Яка саме ця роль мозочка і як мозочок її виконує, ще належить встановити», — підсумували вони.
Незважаючи на ці підказки з клінічних досліджень про те, що загальноприйнята думка була на хибному шляху, провідні авторитети все ще наполягали на тому, що функція мозочка полягала в контролі рухів і нічого більше. «Це якось сумно, тому що минуло 20 років [з моменту повідомлень про ці випадки]», — сказав Діасіну Фіораванте, нейрофізіолог Каліфорнійського університету в Девісі, який був співорганізатором симпозіуму конференції.
Інші неврологи весь час помічали нейропсихіатричні дефіцити у своїх пацієнтів, сказав нейробіолог Стефані Рудольф медичного коледжу Альберта Ейнштейна, який організував симпозіум разом з Фіораванте. Однак не було жодних вагомих анатомічних доказів того, як унікальна нейронна схема мозочка могла б регулювати психологічні та емоційні функції, про які повідомлялося, тому клінічні звіти були пропущені.
Тепер краще розуміння ланцюгів мозочка доводить, що ці тематичні дослідження правильні, а домінуюча мудрість хибна.
Точна проводка
Команда схема проводки в мозочку точно організований і ущільнений, щоб зосередити три чверті нейронів мозку в 4-дюймовій частці. Основний тип нейрона в мозочку, який називається клітиною Пуркіньє, широко розгалужується, як віяловий корал, але сплощений і майже двовимірний. Лопаті вентилятора - це дендрити нейрона, які приймають вхідні сигнали. Ці плоскі нейрони розташовані паралельно, ніби мільйони віялових коралів складені один на одного щільним пучком. Тисячі крихітних нейронів запускають аксони — кабелі для передачі електричних імпульсів у мозок — перпендикулярно крізь купу дендритів, як нитки на ткацькому верстаті. Кожен аксон з'єднується з дендритами десятків тисяч клітин Пуркіньє.
Цей рівень взаємозв’язку дає 50 мільярдам нейронів мозочка дивовижну здатність до інтеграції. Ця схема, унікальна для мозочка, може обробляти величезну кількість даних, що надходять від органів чуття, щоб регулювати рух тіла. Плавний рух балерини, яка стрибає по сцені, вимагає від мозочка швидкої обробки інформації від усіх органів чуття, одночасно відстежуючи зміну положення кінцівок, зберігаючи рівновагу та відображаючи простір, у якому рухається тіло. Мозочок використовує цю динамічну інформацію, щоб контролювати м’язи в точний час і робити це в правильному соціальному контексті, керуючись емоціями та мотивацією.
Фіоравант і Рудольф сказали мені, що нейробіологи зараз усвідомлюють, що потужна нейронна схема в мозочку, яка об’єднує інформацію для руху тіла, також дає йому змогу керувати складними розумовими процесами та поведінкою.
«Наприклад, зараз, — пояснив Рудольф, коли ми розмовляли перед початком симпозіуму, — ви ставите запитання, а ми даємо відповіді. Це складна поведінка». Їй потрібно було зрозуміти мою мову, сформулювати відповідь, а потім за допомогою м’язів вимовляти слова. Їй також довелося сприймати мою мову тіла та інші тонкі сигнали. «Ви, наприклад, зараз киваєте, тому я можу зробити висновок, що ви слухаєте й зацікавлені», — сказала вона.
Раніше я не цілком усвідомлював складність моторного контролю, необхідного для мовлення. Фізичність включає не лише складну гімнастику язика та губ — щоб видавати звук, а також регулювати висоту та гучність — а й жестикуляцію. Наші слова розраховані на час, щоб ми не говорили через іншу людину, і вони регулюються соціальним контекстом: наповнені відповідними емоціями та керовані мотивацією, думками, очікуванням і настроєм.
Координація цих різноманітних функцій вимагає залучення майже до всього, що робить мозок — від регулювання частоти серцевих скорочень і артеріального тиску, що виконується в глибоких областях мозку, до обробки сенсорної та емоційної інформації, що виконується лімбічної системою. Це також вимагає взаємодії з когнітивними функціями найвищого рівня розуміння, гальмування та прийняття рішень у префронтальній корі головного мозку.
Для цього мозочок повинен мати зв’язки, які охоплюють весь мозок. До сих пір доказів цього не було, але нові методи розкривають ці шляхи.
Центр сенсорного введення
Буквально десятиліття тому, коли нейроанатоми створювали карту мозку, вони не могли знайти жодних прямих зв’язків між мозочком і областями мозку, які контролюють емоції та пізнання, такими як лімбічна система та префронтальна кора. Це змусило їх повірити, що мозочок дещо ізольований і не бере участі в цих вищих когнітивних функціях. Але подібно до того, як бандити можуть уникати трекера, змінюючи транспортні засоби, нейронні сигнали можуть перескакувати від одного нейрона до іншого. Ця секретна акція збила нейроанатомів зі сліду мозочка.
Нові методи дозволили нейроанатомам простежити ці шляхи від мозочка через релейні точки, слідуючи ними по всьому мозку. Дослідники можуть, наприклад, підсаджувати віруси сказу в нейрони, щоб точно побачити, з якими іншими нейронами вони контактують. Вони генетично сконструювали флуоресцентні білки, які спалахують, коли спрацьовує нейронний імпульс, щоб вони могли бачити потік трафіку в нейронних ланцюгах. Вони також можуть відстежувати сліди, залишені нейронним трафіком: поява білків, які утворюються під час спрацьовування нейрона, може допомогти ідентифікувати всі клітини, які спілкуються в нейронній мережі, коли виконується певна поведінка.
На симпозіумі дослідники поділилися цілим рядом захоплюючих нових знахідок, отриманих за допомогою цих нових методів, які демонструють їхнє розуміння розвитку мозочка.
Джессіка Верпе з Університету штату Арізона повідомили дані, що описують складну та розгалужену мережу мозочкових зв’язків, які активуються в усьому мозку мишей, коли вони спілкуються або вчаться долати лабіринт.
Рудольф поділився експериментами, які показують, що на материнську поведінку, вивчену на самках мишей, які піклуються про своїх дитинчат, впливають гормони, що діють на мозочок, особливо гормон окситоцин, який сприяє зв’язкам з матір’ю. Коли цей механізм був експериментально порушений, мати перестала піклуватися про своїх дитинчат.
І-Мей Ян з Університету Міннесоти показали, що коли вона порушувала певні нейрони мозочка, миші втрачали інтерес до спілкування з незнайомими мишами, яких вводили в їх клітку. Однак у них не було труднощів взаємодіяти з новими неживими об’єктами та запам’ятовувати їх. Це вказувало на дефіцит складної пам'яті соціального розпізнавання, подібний до того, що відчувають аутисти.
Насправді, мозочок часто менший у людей з аутизмом, і Олександра Бадура з медичного центру Університету Еразма в Роттердамі представили нові дані, які свідчать про те, що мозочок залучений до аутизму, оскільки він є центром сенсорного введення, особливо для сигналів, пов’язаних із соціальним контекстом.
Це нове дослідження виходить за рамки досліджень на мишах. Андреас Тіме з Університетської лікарні Ессена в Німеччині представили новий клінічний тест, який використовується для точної діагностики емоційних і когнітивних порушень, викликаних пошкодженням мозочка.
Ці нові, революційні дослідження показують, що окрім контролю над рухами, мозочок регулює складну соціальну та емоційну поведінку. Щоб досягти такого глобального впливу, мозочок має бути центром обробки даних із зв’язками по всьому мозку. Не дивно, що в ньому так багато нейронів. Щоб виконати це командування високого порядку та контролювати самостійно, він повинен бути, по суті, маленьким мозком.
- Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Додайте собі сили. Доступ тут.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Розширення знань. Доступ тут.
- ПлатонЕСГ. вуглець, CleanTech, Енергія, Навколишнє середовище, Сонячна, Поводження з відходами. Доступ тут.
- PlatoHealth. Розвідка про біотехнології та клінічні випробування. Доступ тут.
- джерело: https://www.quantamagazine.org/the-part-of-the-brain-that-controls-movement-also-guides-feelings-20240123/
- : має
- :є
- : ні
- ][стор
- 1998
- 19th
- 20
- 20 роки
- 50
- a
- здатність
- виконувати
- точно
- Achieve
- через
- діючий
- дію
- активоване
- доповнення
- регулювати
- аванси
- постраждалих
- після
- назад
- ВСІ
- майже
- по
- Також
- am
- суми
- an
- та
- щорічний
- Відповіді
- очікування
- будь-який
- ЕСТЬ
- Арізона
- Університет штату Арізона
- влаштований
- розташування
- AS
- запитати
- At
- відвідування
- Влада
- authors
- Аутизм
- Аутизм
- дитина
- назад
- Balance
- BE
- оскільки
- було
- перед тим
- почалася
- поведінка
- за
- Вірити
- Краще
- між
- За
- Мільярд
- кров
- Кров'яний тиск
- тіло
- Brain
- Яскраво
- добре
- Пакет
- але
- by
- Кабелі
- Каліфорнія
- званий
- CAN
- потужність
- випадок
- Приклади з практики
- випадків
- викликаний
- осередок
- Клітини
- Центр
- Століття
- церебральний
- певний
- заміна
- Клінічний
- пізнання
- пізнавальний
- коледж
- загальний
- спілкування
- повністю
- комплекс
- складність
- осягнути
- сконцентрувати
- укладає
- уклали
- конференція
- зв'язку
- Зв'язки
- з'єднує
- контакт
- містить
- контекст
- контексти
- контрастність
- контроль
- управління
- управління
- звичайний
- координуючи
- Coral
- кора
- може
- охоплює
- тріщина
- критичний
- хрускіт
- Постійний струм
- пошкодження
- дані
- Девіс
- десятиліття
- Прийняття рішень
- глибокий
- ДЕФІЦИТ
- демонструвати
- описують
- докладно
- розвиненою
- різний
- утруднення
- прямий
- відкритий
- Різне
- do
- робить
- домінуючий
- Не знаю
- сумніваюся
- керований
- динамічний
- кожен
- Einstein
- в іншому місці
- емоція
- включений
- залучення
- інженерії
- величезний
- Весь
- особливо
- встановлений
- Втеча
- все
- докази
- еволюціонує
- приклад
- експансивний
- досвід
- експериментальний
- Експерименти
- пояснені
- пояснення
- особи
- факт
- Fallen
- знайомий
- вентилятор
- захоплюючий
- почуття
- жінка
- знайти
- результати
- пожежі
- спалах
- плоский
- потік
- рідина
- шквал
- після
- для
- знайдений
- від
- повністю
- функція
- Функції
- Німеччина
- Давати
- дає
- Глобальний
- йде
- новаторський
- Гід
- було
- обробляти
- Жорсткий
- Мати
- Серце
- допомога
- її
- на вищому рівні
- вище
- лікарня
- Як
- Однак
- HTML
- HTTPS
- Концентратор
- i
- ICE
- ідентифікувати
- if
- in
- includes
- У тому числі
- Вхідний
- зазначений
- вплив
- інформація
- вливаються
- вхід
- Інтеграція
- інтеграція
- взаємодіючих
- Взаємодії
- інтерес
- зацікавлений
- в
- складний
- введені
- залучений
- ізольований
- IT
- ЙОГО
- журнал
- просто
- Дитина
- відомий
- не вистачає
- мова
- найбільших
- Latin
- провідний
- Керівні органи влади
- Стрибок
- УЧИТЬСЯ
- вчений
- вивчення
- догляд
- Led
- залишити
- рівень
- як
- Прослуховування
- трохи
- давній
- довше
- ткацький верстат
- втрачений
- журнал
- збереження
- багато
- відображення
- me
- механізм
- медичний
- медицина
- засідання
- пам'ять
- психічний
- методика
- мишей
- може бути
- мільйони
- Міннесота
- настрою
- більше
- мати
- рух
- мотивація
- двигун
- миша
- руху
- переміщення
- повинен
- my
- Таємниця
- ім'я
- Названий
- майже
- необхідний
- мережу
- Нейронний
- нейронної мережі
- нейронний
- Нейрони
- Неврологія
- Нові
- нещодавно
- наступний
- немає
- нічого
- роман
- Листопад
- зараз
- об'єкти
- Очевидний
- of
- від
- часто
- on
- ONE
- тільки
- or
- Організований
- Інше
- наші
- над
- Нагляд
- власний
- пара
- Паралельні
- частина
- шляхів
- pacientes
- Викрійки
- Люди
- виконується
- людина
- Крок
- завод
- plato
- Інформація про дані Платона
- PlatoData
- точок
- позиції
- можливо
- потужний
- необхідність
- точно
- представлений
- тиск
- Головний
- процес
- процеси
- обробка
- виробляти
- Вироблений
- сприяє
- правильний
- Білки
- доведення
- психологічний
- питання
- питань
- швидко
- ставка
- розуміючи,
- отримати
- останній
- визнаючи
- регіон
- райони
- Регулювати
- регулюється
- Регулювання
- пов'язаний
- Реле
- залишається
- пам'ятаючи
- Вилучено
- Повідомляється
- Звіти
- вимагається
- Вимагається
- дослідження
- Дослідники
- відповідь
- Показали
- право
- Роль
- прогін
- Зазначений
- сканування
- Вчені
- побачити
- здавалося
- бачив
- загальні
- вона
- Показувати
- показав
- показ
- сигнали
- аналогічний
- простий
- з
- розташована
- невеликий
- менше
- So
- соціальна
- спілкуватися
- деякі
- кілька
- Звучати
- Простір
- span
- розмова
- конкретний
- мова
- стек
- укладені
- Стажування
- стан
- Як і раніше
- студент
- навчався
- Дослідження
- Приголомшливий
- такі
- страждає
- Симпозіум
- система
- Приймати
- балаканина
- натиснувши
- методи
- тензор
- тест
- Що
- Команда
- світ
- їх
- Їх
- потім
- Там.
- Ці
- вони
- це
- ті
- думка
- тисячі
- через
- по всьому
- Приурочений
- синхронізація
- до
- сказав
- простежувати
- трек
- Відстеження
- трафік
- слід
- пухлина
- тип
- при
- підкреслювати
- розуміння
- зрозуміла
- незнайомий
- створеного
- університет
- Університет Каліфорнії
- Університет Міннесоти
- до
- використання
- використовуваний
- використовує
- Транспортні засоби
- вид
- віруси
- обсяг
- було
- Вашингтон
- Водонепроникний
- we
- webp
- ДОБРЕ
- були
- Що
- коли
- який
- в той час як
- ВООЗ
- широко
- мудрість
- з
- дивуватися
- слова
- працював
- робочий
- світ
- б
- запис
- Неправильно
- років
- ще
- ви
- зефірнет