Znajomość sposobu przekazywania informacji w mózgu pomoże w leczeniu chorób neurodegeneracyjnych
Kiedy naukowcy rozpoczęli działalność na początku XX wieku, Aktywność mózgu za pomocą elektrod zauważyli sygnały, które nazwali „falami mózgowymi”. Od tego czasu są przedmiotem intensywnych badań. Wiemy, że fale są przejawem zsynchronizowanej aktywności neuronalnej i że zmiany w natężeniu fal wskazują na zmniejszającą się lub zwiększającą aktywność grup Neurony przedstawiać. Pytanie brzmi, czy iw jaki sposób te fale biorą udział w przekazywaniu informacji.
Na to pytanie odpowiedział Tal Dalal, doktorant z Multidyscyplinarnego Centrum Badań Mózgu Uniwersytetu Bar-Ilan. Z artykułu opublikowanego w Cell Reports naukowcy odkryli, że stopień synchronizacja der fale mózgowe w zakresie przekazywania informacji uległy zmianie. Następnie zbadali, w jaki sposób wpłynęło to na przekazywanie informacji i jak zostały one zrozumiane przez obszar mózgu, do którego dotarły.
Źródło obrazu: Pixabay; Ci,
Badacze skupili się na części Mózg, który kontroluje system węchowy. Charakteryzuje się silną aktywnością fal mózgowych, których synchronizacja odpowiada za pewien typ neuronów w tym regionie. Naukowcy zastosowali metody optogenetyczne, które umożliwiają włączanie i wyłączanie aktywności neuronalnej za pomocą impulsów światła. To pozwoliło im zaobserwować, jak włączanie i wyłączanie synchronizacji w jednym regionie wpływa na przekazywanie informacji do innego obszaru mózgu.
Manipulacja nastąpiła w punkcie (nazwijmy to regionem początkowym), w którym następuje pierwsze przetwarzanie informacji z układu węchowego. Stamtąd informacje, zsynchronizowane lub niezsynchronizowane, trafiły do następnego obszaru (Region II), gdzie odbywa się przetwarzanie na wyższym poziomie.
Naukowcy odkryli, że zwiększenie Synchronizacja der Neurony w regionie wyjścia doprowadziło do znacznej poprawy szybkości transmisji i przetwarzania informacji w regionie II. Z drugiej strony, jeśli stopień synchronizacji uległ zmniejszeniu, niepełne informacje weszły do obszaru II.
Naukowcy dokonali również nieoczekiwanego odkrycia. Co zaskakujące, odkryli, że aktywacja ten dla nich Synchronizacja Verantwortlich Neurony doprowadziło do spadku ogólnej aktywności w regionie źródłowym, więc można by oczekiwać, że mniej informacji dociera do Regionu II. Jednak fakt, że wyjście było bardziej zsynchronizowane, zrekompensował niższą aktywność, a nawet poprawił transmisję, mówi Dalal.
Autorzy badania doszli więc do wniosku, że synchronizacja jest niezwykle ważna dla przesyłania i przetwarzania informacji. To z kolei może wyjaśniać, dlaczego zmniejszona synchronizacja neuronalna, która objawia się mniejszą intensywnością fal mózgowych, może prowadzić do deficytów poznawczych, które występują m.in. choroba Alzheimera pojawić się. Wcześniejsze badania wykazały, że istnieje związek między zmniejszoną synchronizacją a chorobami neurodegeneracyjnymi, ale nie wiedzieliśmy dlaczego. Teraz pokazaliśmy, że Synchronizacja zaangażowanych w przekazywanie i przetwarzanie informacji, więc może to być przyczyną deficytów obserwowanych u pacjentów” – mówi Dalal.
Badania Dalal i profesora Rafiego Haddada mogą doprowadzić do opracowania nowych terapii chorób neurodegeneracyjnych. Nie można wykluczyć, że w przyszłości będzie możliwa poprawna synchronizacja fale mózgowe przywrócić u pacjentów.