Νευροεπιστήμονες του UC Berkeley παρακολούθησαν την εξέλιξη μιας σκέψης στον εγκέφαλο, δείχνοντας καθαρά πώς ο προμετωπιαίος φλοιός συντονίζει τη δραστηριότητα για να μας βοηθήσει να αντιδράσουμε στην αντίληψη.

Video της Avgusta Shestyuk, UC Berkeley.

Για μια απλή εργασία επανάληψης λέξης, ο εγκέφαλος έλαβε (κίτρινο), μετέφρασε (κόκκινο) και ανταποκρίθηκε (μπλε) εντός δευτερολέπτου, κατά τη διάρκεια του οποίου ο προμετωπιαίος φλοιός (κόκκινο) συντόνισε όλες τις εμπλεκόμενες περιοχές του εγκεφάλου.

Καταγράφοντας την ηλεκτρική δραστηριότητα των νευρώνων κατευθείαν από την επιφάνεια του εγκεφάλου, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι για μια απλή εργασία όπως η επανάληψη μιας λέξης που παρουσιάστηκε οπτικά ή ακουστικά, ο οπτικός και ακουστικός φλοιός αντέδρασαν πρώτα για να αντιληφθούν τη λέξη.

Ο προμετωπιαίος φλοιός που εισέβαλε για να μεταφράσει το νόημα ακολουθήθηκε από ενεργοποίηση του κινητικού φλοιού προετοιμάζοντας την απάντηση. Κατά τη διάρκεια του μισού δευτερόλεπτου μεταξύ ερεθίσματος και ανταπόκρισης, ο προμετωπιαίος φλοιός παρέμεινε ενεργός για να συντονίσει τις άλλες εγκεφαλικές περιοχές.

Για μια ιδιαίτερα δύσκολη δουλειά, όπως να καθορίσουμε την αντωνυμία μιας λέξης ο εγκέφαλος χρειαζόταν αρκετά δευτερόλεπτα για να ανταποκριθεί, κατά τη διάρκεια των οποίων ο προμετωπιαίος φλοιός επέλεγε άλλες περιοχές του εγκεφάλου- πιθανόν δίκτυα μνήμης που δεν είναι ορατά. Μόνο τότε ο προμετωπιαίος φλοιός έδωσε τη σκυτάλη στον κινητικό φλοιό να δημιουργήσει μια λεκτική απάντηση.

Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι ο εγκέφαλος άρχισε να ετοιμάζει τις κινητικές περιοχές να ανταποκριθούν πολύ νωρίς κατά τη διάρκεια της αρχικής παρουσίασης του ερεθίσματος, υποδεικνύοντας ότι είμαστε έτοιμοι να απαντήσουμε ακόμα και πριν μάθουμε ποια θα είναι η αντίδραση.

Η ερευνήτρια Avgusta Shestyuk, δήλωσε ότι αυτό ενδεχομένως εξηγεί γιατί  ορισμένοι μιλούν πριν σκεφτούν.

Τα ευρήματα δημοσιεύτηκαν στο Nature Human Behavior.

Για πιο δύσκολη εργασία, όπως το να προφέρουμε μια λέξη που είναι αντίθετη άλλης, ο ανθρώπινος εγκέφαλος χρειάζεται 2-3 δευτερόλεπτα για να εντοπίσει (κίτρινο), να μεταφράσει και να ψάξει για απάντηση (κόκκινο) και να απαντήσει (μπλε), με τη δραστηριότητα του προμετωπιαίου λοβού (κόκκινο) να συντονίζει όλες τις εμπλεκόμενες περιοχές του εγκεφάλου.

Τα ευρήματα, περιλαμβανομένου του ρόλου που παίζει ο προμετωπιαίος φλοιός όσον αφορά το συντονισμό όλων των ενεργών περιοχών του εγκεφάλου είναι σε ευθυγράμμιση με αυτά που ανακάλυψαν ερευνητές τις προηγούμενες δεκαετίες σε πειράματα σε πιθήκους και ανθρώπους.

Ενώ άλλοι επιστήμονες έχουν χρησιμοποιήσει τις εξετάσεις  fMRI και EEG για να καταγράψουν τη δραστηριότητα στον εγκέφαλο, οι επιστήμονες του UC Berkeley χρησιμοποίησαν τεχνική μεγαλύτερης ακρίβειας, την ECoG, που καταγράφει από εκατοντάδες ηλεκτρόδια που τοποθετούνται στην επιφάνεια του εγκεφάλου και εντοπίζει τη δραστηριότητα στον φλοιό όταν συμβαίνει η σκέψη.

Στοιχεία από ασθενείς με επιληψία

Η νέα έρευνα έγινε σε 16 ανθρώπους με επιληψία που συμφώνησαν να λάβουν μέρος σε πειράματα ενώ υποβλήθηκαν σε εγχείρηση για επιληψία.

Όταν τοποθετήθηκαν τα ηλεκτρόδια στον εγκέφαλο των ασθενών, η Shestyuk και οι συνεργάτες της έκαναν 8 εργασίες που περιλάμβαναν οπτικά και ακουστικά ερεθίσματα.

Οι εργασίες κυμαίνονταν από απλές έως πολύπλοκες.

Κατά τη διάρκειά τους ο εγκέφαλος έδειξε 4 είδη νευρικής δραστηριότητας.

Αρχικά, αισθητικές περιοχές του ακουστικού και οπτικού φλοιού ενεργοποιούνται για να επεξεργαστούν ακουστικές ή οπτικές πληροφορίες.

Στη συνέχεια, περιοχές κυρίως στον ακουστικό και προμετωπιαίο φλοιό ενεργοποιούνται για να τραβήξουν το νόημα του ερεθίσματος.

Ο προμετωπιαίος φλοιός είναι συνέχεια ενεργός κατά τη διάρκεια αυτών των διαδικασιών, συντονίζοντας τις εισερχόμενες πληροφορίες από διαφορετικές περιοχές του εγκεφάλου. Τελικά αυτός αποσύρεται καθώς ενεργοποιείται ο κινητικός φλοιός για να δημιουργήσει λεκτική ανταπόκριση ή μια δράση όπως το πάτημα ενός κουμπιού.

Η συνεχής δραστηριότητα στον προμετωπιαίο φλοιό είναι αυτό που οδηγεί την αντίληψη σε δράση.

Πηγές:
UC Berkeley

Ειδήσεις υγείας σήμερα
GSK: Μήνυση κατά Pfizer-BioNTech για τις πατέντες των εμβολίων mRNA
Το Τai chi βελτιώνει την ποιότητα ύπνου ασθενών με προχωρημένο καρκίνο πνεύμονα [μελέτη]
Πώς θα αυξήσουμε την αντοχή μας