Νευρολογικές Σαρώσεις Αποκαλύπτουν Διακόπτη για να μην Χανόμαστε: Σημαντικό για την Άνοια;
Επιστήμονες πραγματοποίησαν νευρολογικές σαρώσεις για να κατανοήσουν την οργάνωση των κυττάρων που ανταποκρίνονται σε οικεία και νέα μέρη. Αυτό θα μπορούσε να είναι ζωτικής σημασίας για την πρώιμη διάγνωση της άνοιας.
Μια νέα μελέτη ανακάλυψε έναν “διακόπτη” στον ανθρώπινο εγκέφαλο που ενεργοποιείται όταν εξερευνούμε μια νέα περιοχή. Το εύρημα αυτό θα μπορούσε να βοηθήσει στην κατανόηση του γιατί το να χάνεται κανείς είναι συχνά ένα πρώιμο σύμπτωμα της άνοιας, όπως η νόσος του Alzheimer.
Φανταστείτε ότι περπατάτε μια γνωστή διαδρομή προς το σπίτι, αλλά κατά λάθος κάνετε λάθος στροφή. Δεν χρειάζεται πολύς χρόνος για να σημάνει ο εγκέφαλός σας συναγερμό και να σας πει ότι χάσατε τον δρόμο σας.
Η νέα μελέτη, που δημοσιεύτηκε στις 4 Δεκεμβρίου στο περιοδικό Nature Communications, συνδύασε απεικόνιση εγκεφάλου υψηλής ισχύος και εικονική πραγματικότητα (VR) για να αποκαλύψει τι συμβαίνει στον εγκέφαλο όταν εξερευνούμε τόσο οικεία όσο και άγνωστα περιβάλλοντα.
“Όταν μετακομίζετε σε μια νέα πόλη ή ταξιδεύετε κάπου, δεν συμβαίνει απλώς να εξοικειώνεστε”, δήλωσε στο Live Science ο Deniz Vatansever, νευροεπιστήμονας στο Πανεπιστήμιο Fudan στην Κίνα και ένας εκ των συγγραφέων της μελέτης. “Πρέπει να εξερευνήσετε το περιβάλλον σας για να εξοικειωθείτε με αυτό.” Ο Vatansever και η ομάδα του στόχευαν να αναδημιουργήσουν αυτή την εμπειρία σε VR.
Συγκέντρωσαν 56 υγιείς εθελοντές ηλικίας 20 έως 37 ετών, καθένας από τους οποίους περιηγήθηκε σε έναν εικονικό κόσμο ενώ βρισκόταν μέσα σε έναν σαρωτή. Εξερεύνησαν το εικονικό περιβάλλον – ένα γρασίδινο χωράφι περιτριγυρισμένο από βουνά – ενώ έψαχναν για έξι “αντικείμενα” κρυμμένα σε όλο αυτό. Η ομάδα του Vatansever παρακολουθούσε την εγκεφαλική δραστηριότητα των εθελοντών με λειτουργική μαγνητική τομογραφία (fMRI), μια τεχνική που παρακολουθεί τη ροή του αίματος μέσω του εγκεφάλου, καθώς εξερευνούσαν οικείες και άγνωστες περιοχές αυτού του κόσμου.
Ο Ιππόκαμπος και η Χαρτογράφηση του Περιβάλλοντος
Η ομάδα εστίασε στον ιππόκαμπο, μια περιοχή του εγκεφάλου που είναι σημαντική για τη μνήμη και την πλοήγηση. Ο ιππόκαμπος, με το σχήμα ιππόκαμπου, είναι πλούσιος σε κύτταρα θέσης, τα οποία φωτίζονται σε απόκριση συγκεκριμένων τοποθεσιών. Προηγούμενη έρευνα είχε δείξει ότι το ένα άκρο του ιπποκάμπου περιέχει κύτταρα που ενεργοποιούνται όταν σκεφτόμαστε την τοποθεσία με μια ευρεία έννοια, όπως πού βρίσκονται τα ορόσημα σε μια κοντινή πόλη. Στο άλλο άκρο, τα κύτταρα θέσης ενεργοποιούνται όταν σκεφτόμαστε συγκεκριμένες τοποθεσίες, όπως πού φυλάμε ένα πακέτο δημητριακά στην κουζίνα μας.
Μεταξύ της “κεφαλής” και της “ουράς” του ιπποκάμπου υπάρχει μια κλίση δραστηριότητας που συνδέει αυτές τις ευρείες και λεπτομερείς αναπαραστάσεις των τοποθεσιών. Αλλά κανείς δεν είχε εξετάσει προηγουμένως την οργάνωση των κυττάρων που ανταποκρίνονται στην καινοτομία ή την οικειότητα ενός μέρους.
Η ομάδα του Vatansever διαπίστωσε ότι η κεφαλή του ιπποκάμπου περιέχει κύτταρα που ενεργοποιήθηκαν όταν οι συμμετέχοντες εξερεύνησαν περιοχές στις οποίες είχαν βρεθεί προηγουμένως. Κύτταρα στην ουρά ανταποκρίθηκαν σε νέες τοποθεσίες. Και ολόκληρη η περιοχή ήταν διατεταγμένη σε μια κλίση, από οικεία προς άγνωστη.
“Θα μπορούσε να δει κανείς ότι υπάρχει αυτή η μετατόπιση στο επίπεδο της καινοτομίας έναντι της οικειότητας καθώς πηγαίνεις από το ένα άκρο στο άλλο”, είπε ο Vatansever.
Νεότερα και Παλαιότερα Ευρήματα
Προηγούμενη έρευνα παρήγαγε ανάμεικτα αποτελέσματα σχετικά με το ποιες περιοχές του ιπποκάμπου ανταποκρίνονται στην καινοτομία ή την οικειότητα στο περιβάλλον, δήλωσε η Zita Patai, νευροεπιστήμονας στο University College London που δεν συμμετείχε στην έρευνα. “Αυτό που δείχνουν είναι ότι [η ασυμφωνία] θα μπορούσε εν μέρει να οφείλεται στο γεγονός ότι είναι μια κλίση”, είπε στο Live Science.
Άλλες περιοχές του εγκεφάλου επίσης ανταποκρίθηκαν διαφορετικά σε νέες και οικείες τοποθεσίες. Μια περιοχή στον φλοιό – τον κόμβο ανώτερης σκέψης του εγκεφάλου – είχε μια κωνική κλίση. “Στο κέντρο του είναι τα τμήματα που ‘προτιμούν’ περισσότερο την οικειότητα. Και καθώς απομακρύνεστε, τότε υπάρχει μεγαλύτερη και μεγαλύτερη προτίμηση να είναι ενεργά για την καινοτομία”, είπε ο Vatansever.
Η ομάδα διερεύνησε επίσης εάν η πλοήγηση σε οικείες και άγνωστες περιοχές ενεργοποιούσε ευρύτερα εγκεφαλικά δίκτυα, ή ομάδες κυττάρων που εξαπλώνονται σε όλο τον εγκέφαλο που συχνά ενεργοποιούνται συγχρονισμένα. Οι οικείες περιοχές ενεργοποίησαν δίκτυα που συνδέονται προηγουμένως με τον κινητικό έλεγχο και τη μνήμη, ενώ οι νέες περιοχές ενεργοποίησαν δίκτυα που σχετίζονται με την εστίαση και την αντίληψη.
Αυτή η διαίρεση μπορεί να βοηθήσει τον εγκέφαλο να προσαρμοστεί σε νέα περιβάλλοντα εστιάζοντας και απορροφώντας σχετικές λεπτομέρειες, είπε ο Vatansever. Στη συνέχεια, η μνήμη και ο κινητικός έλεγχος συνδυάζονται για να βοηθήσουν στην πλοήγηση σε οικείες περιοχές, πρότεινε.
Σημασία για την Άνοια
Τα ευρήματα μπορεί να εξηγήσουν μερικά από τα πρώτα σημάδια της άνοιας, πρότεινε ο Vatansever. Τα κύτταρα εντός των κλίσεων στον φλοιό και τον ιππόκαμπο τυχαίνει να είναι μεταξύ των πρώτων περιοχών του εγκεφάλου που επηρεάζονται από τη νόσο του Alzheimer. Τόσο η μπροστινή όσο και η πίσω περιοχή του ιπποκάμπου είναι εξίσου ευάλωτες στα πρώιμα στάδια της πάθησης.
Ο Louis Renoult, νευροεπιστήμονας στο University of East Anglia που δεν συμμετείχε στην έρευνα, δήλωσε ότι η εργασία κατέδειξε τους ισχυρούς δεσμούς μεταξύ πλοήγησης και μνήμης.
Οι περιοχές του εγκεφάλου που μας βοηθούν να πλοηγηθούμε είναι επίσης βασικές για την επεισοδιακή μνήμη, η οποία σχετίζεται με συγκεκριμένα γεγονότα στη ζωή μας και όχι με πραγματικές γνώσεις, είπε ο Renoult στο Live Science. Η επεισοδιακή μνήμη είναι επίσης ιδιαίτερα ευάλωτη στα πρώιμα στάδια του Alzheimer.
Μια καλύτερη κατανόηση του τρόπου με τον οποίο η πλοήγηση κωδικοποιείται στον εγκέφαλο θα μπορούσε να αποκαλύψει μετρήσιμα σημάδια των πρώιμων σταδίων της άνοιας, όταν η ικανότητα πλοήγησης αρχίζει να αποτυγχάνει.
“Αν θέλατε να ενισχύσετε την ικανότητα των ανθρώπων να είναι ανεξάρτητοι, θα θέλατε να μπορούν να πάνε σε νέα μέρη και να κατανοήσουν νέα πράγματα”, δήλωσε η Patai. “Με αυτή την έννοια, η σχέση μεταξύ χωρικής καινοτομίας και μνήμης είναι πραγματικά ενδιαφέρουσα.”
Συχνές Ερωτήσεις (FAQ)
- Ερώτηση: Πώς ακριβώς σχετίζεται αυτό το εύρημα με την άνοια;
Απάντηση: Οι περιοχές του εγκεφάλου που επηρεάζονται από την ικανότητα μας να πλοηγούμαστε (ο ιππόκαμπος και ο φλοιός) είναι από τις πρώτες που επηρεάζονται και από την άνοια. Πιθανές αλλαγές σε αυτά τα δίκτυα θα μπορούσαν να δώσουν πρώιμα διαγνωστικά σημάδια. - Ερώτηση: Μπορώ να κάνω κάτι για να βελτιώσω την ικανότητά μου να πλοηγούμαι και να “ενδυναμώσω” τον εγκέφαλό μου ενάντια στην άνοια;
Απάντηση: Η τακτική άσκηση του εγκεφάλου μέσω νέων εμπειριών (επισκεπτόμενοι νέα μέρη, μαθαίνοντας νέα δεξιότητες), καθώς και η σωματική άσκηση, σχετίζονται με την καλύτερη γνωστική υγεία. - Ερώτηση: Τι ακριβώς είναι ο ιππόκαμπος;
Απάντηση: Ο ιππόκαμπος είναι μια δομή του εγκεφάλου που έχει σχήμα ιππόκαμπου και παίζει σημαντικό ρόλο στη μνήμη – τόσο στη δημιουργία νέων αναμνήσεων όσο και στην πρόσβαση σε παλιές.