Η ισχυρή συνδεσιμότητα του μεσαίου εγκεφάλου μπορεί να είναι το κλειδί για την προσοχή

Μια προηγουμένως μελετημένη περιοχή μεσαίου εγκεφάλου που ονομάζεται superior colliculus (SC) μπορεί να διαδραματίσει ζωτικό ρόλο στην ικανότητα πληρωμής προσοχή, σύμφωνα με μια νέα μελέτη από νευροεπιστήμονες στο ινδικό Ινστιτούτο Επιστημονικού κέντρου (IISc). ο ευρήματα δημοσιεύθηκαν στις 6 Σεπτεμβρίου στο περιοδικό Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών.

Ιστορικά, οι μηχανισμοί του πρόσθιου εγκεφάλου στους μετωπιαίους λοβούς έχουν μελετηθεί ευρέως ότι παίζουν ρόλο στην οπτικοακουστική προσοχή. Ωστόσο, μέχρι τώρα, ο ρόλος που μπορεί να διαδραματίσουν οι περιοχές του μεσαίου εγκεφάλου ήταν σχετικά ανεξερεύνητος και αυτοί οι μυστηριώδεις μηχανισμοί του μεσαίου εγκεφάλου παρέμειναν κάτω από το ραντάρ.

Για αυτήν την πρωτοποριακή μη επεμβατική έρευνα στον εγκέφαλο, ο Devarajan Sridharan, Επίκουρος Καθηγητής στο Κέντρο IISc για Νευροεπιστήμη, και ένα από τα διδακτορικά του. μαθητές, η Varsha Sreenivasan, χαρτογράφησε τη δομική συνδεσιμότητα των περιοχών του ανθρώπινου μεσοεγκεφαλικού SC με νεοκορτικές περιοχές και στα δύο ημισφαίρια του εγκεφαλικού φλοιού.

Συγκεκριμένα, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η ισχύς αυτών των συνδέσεων προέβλεπε έντονα την ανθεκτικότητα της οπτικής προσοχής κάποιου.

Ως το πρώτο βήμα αυτού του πειράματος, οι Sreenivasan και Sridharan ποσοτικοποίησαν τις ημισφαιρικές ασυμμετρίες μεταξύ του «αριστερού εγκεφάλου»δεξί εγκέφαλοΒασίζεται στη συνδεσιμότητα λευκής ύλης του SC με διάφορες φλοιώδεις περιοχές στον εγκεφαλικό φλοιό. Σε γενικές γραμμές, βρήκαν ισχυρότερη συνδεσιμότητα SC με τον εγκεφαλικό φλοιό του αριστερού ημισφαιρίου.

Φλοιός σημαίνει "φλοιός ενός δέντρου" στα Λατινικά. Για αιώνες, οι νευροεπιστήμονες έχουν συσχετίσει τον εγκεφαλικό φλοιό με υψηλότερες εγκεφαλικές λειτουργίες όπως γλώσσα, λογική, εστίαση, λήψη αποφάσης, και δημιουργικότητα. Οι νευροεπιστήμονες μόλις πρόσφατα άρχισαν να διερευνούν πώς αλληλεπιδρούν οι περιοχές του μεσαίου εγκεφάλου, όπως το ανώτερο κολικό με διάφορα μέρη του εγκεφαλικού φλοιού που περιέχει το γκρι (ή "γκρι" στα Αγγλικά Αγγλικά) του εγκέφαλος.

"Το SC είναι μια εξελικτικά συντηρημένη δομή μεσαίου εγκεφάλου που μπορεί να βρεθεί σε όλα τα σπονδυλωτά, συμπεριλαμβανομένων των ψαριών, των σαυρών, των πουλιών και των θηλαστικών. Συνήθως μελετάται για τον ρόλο του στον έλεγχο των κινήσεων των ματιών ", εξήγησε ο Sreenivasan σε μια δήλωση.

Όταν οι ερευνητές ανέλυσαν τα αποτελέσματα των ανθρώπινων πειραμάτων τους, παρατήρησαν ισχυρή συνδεσιμότητα SC μεσαίου εγκεφάλου σε ένα μέρος του εγκεφαλικού φλοιού που ονομάζεται βρεγματικός φλοιός. προηγούμενη έρευνα για πιθήκους συνέδεσε αυτές τις περιοχές με οπτική προσοχή.

Συνολικά, αυτά τα πρόσφατα ευρήματα (2019) σε ανθρώπους, μαζί με προηγούμενες μελέτες σε ζώα, δείχνουν ότι το Η ανθρώπινη μεσαία περιοχή του SC μπορεί να διαδραματίσει έναν εξελικτικά διατηρημένο ρόλο στην επιλεκτική προσοχή στην οπτική ενδείξεις.

Όπως μπορείτε να δείτε στις νευροαπεικονίσεις αυτής της μελέτης (παραπάνω), η συνδεσιμότητα SC με τον εγκεφαλικό φλοιό παρουσίασε σαφή πλευρικότητα μεταξύ του αριστερού και του δεξιού εγκεφαλικού ημισφαιρίου.

Στην ενότητα συζήτησης της εργασίας τους, οι συγγραφείς ολοκληρώνουν με περισσότερες ερωτήσεις παρά απαντήσεις. Οι Sridharan και Sreenivasan γράφουν:

«Γενικότερα, τα ευρήματά μας σχετικά με τις σχέσεις δομής-συμπεριφοράς ενθαρρύνουν άλλα βασικά ερωτήματα σχετικά με την πλαστικότητα της λευκής ύλης και τις συνέπειές της για την προσοχή. Μπορούν τα μαθήματα να μάθουν να ρυθμίζουν επιλεκτικά το ένα στοιχείο της προσοχής και όχι το άλλο; Αυτή η μάθηση θα δημιουργήσει διαρθρωτικές αλλαγές σε συγκεκριμένες συνδέσεις; Μπορεί η δομική πλαστικότητα που προκαλείται από τη νευροδιέγερση, με τη σειρά της, να αλλάξει μόνο ένα από τα δύο συστατικά της προσοχής; Η αντιμετώπιση αυτών των ερωτημάτων θα μπορούσε να παρέχει βαθύτερες γνώσεις για βασικούς μηχανισμούς επιλεκτικής προσοχής στον εγκέφαλο. "

Στο εγγύς μέλλον, οι Sridharan και Sreenivasan σχεδιάζουν να μελετήσουν τη δραστηριότητα SC χρησιμοποιώντας λειτουργική απεικόνιση μαγνητικού συντονισμού (fMRI) να δουν αν μπορούν να εντοπίσουν αυξημένα επίπεδα οξυγόνου στο αίμα σε συγκεκριμένες περιοχές του εγκεφάλου που ενεργοποιούνται κατά τη διάρκεια της οπτικής προσοχής καθήκοντα.

"Μέσω του fMRI, θα διερευνήσουμε εάν η δραστηριότητα του SC σχετίζεται με συμπεριφορικά μέτρα ευαισθησίας και προκατάληψη. Η προσέγγισή μας μπορεί επίσης να βοηθήσει στην κατανόηση εάν οι ασυμμετρίες σύνδεσης SC-φλοιού είναι προγνωστικές για ορισμένα είδη διαταραχών προσοχής όπως ADHD, "Είπε ο Σρινεβασάν.

Σημείωση του Blogger: Ως γιος ενός νευροεπιστήμονα του 20ου αιώνα, ο Richard Bergland (1932-2007), ο οποίος έγραψε Το ύφασμα του μυαλού τη δεκαετία του 1980, μεγάλωσα περιτριγυρισμένη από συζητήσεις σχετικά με τον «αριστερό εγκέφαλο-δεξί εγκέφαλο», τον εγκεφαλικό φλοιό, τη λειτουργική συνδεσιμότητα λευκής ύλης και τον όγκο της γκρίζας ύλης.

Δυστυχώς, οι υποφλοιώδεις περιοχές του εγκεφάλου και το παρεγκεφαλίτιδα (Λατινικά για το «μικρό μυαλό») συχνά παραβλέφθηκαν και υποτιμήθηκαν από νευροεπιστήμονες της γενιάς του πατέρα μου. Αφού αποσύρθηκε, ο μπαμπάς βρισκόταν σε αποστολή να βάλει το επίκεντρο της ανθρώπινης παρεγκεφαλίδας.

Στις αρχές του 21ου αιώνα, ο πατέρας μου και εγώ δημιουργήσαμε ένα μοντέλο διαχωρισμένου εγκεφάλου (πάνω εγκεφάλου προς τα κάτω) που μετατόπισε το προσκήνιο μακριά από μυωπικά εστιάζοντας στις φλοιώδεις περιοχές του εγκεφάλου και στην πλευρική παραμόρφωση του «εγκεφάλου αριστερού-δεξιού εγκεφάλου».

Το 2009, σχεδίασα αδέξια έναν χάρτη εγκεφάλου (πάνω) χρησιμοποιώντας δείκτες Sharpie και στυλό επισήμανσης που προσπαθούν να απεικονίσουν το σημασία της λειτουργικής συνδεσιμότητας μεταξύ των τεσσάρων ημισφαιρίων του εγκεφάλου και τοποθετεί τον μεσαίο εγκέφαλο ως κρίσιμο "γέφυρα."

Από τότε που σχεδίασα αυτόν τον απλοϊκό χάρτη χρωμάτων με αριθμούς πριν από μια δεκαετία, έχω κρατήσει τις κεραίες μου για νέα έρευνα θα μπορούσε να συμπληρώσει τα κενά του γιατί αυτός ο χάρτης θα μπορούσε να έχει κάποια σημασία "και τα τέσσερα ημισφαίρια του εγκεφάλου που εργάζονται σε συναυλία".

Αρκεί να πω, τη στιγμή που διάβασα για τη νέα έρευνα των Sreenivasan και Sridharan σήμερα το πρωί - και είδα τον εγκέφαλό τους χάρτες - το πρώτο πράγμα που έβγαλε στο μυαλό μου είναι ότι ο "εγκεφαλικός μου" χάρτης εγκεφάλου δείχνει επίσης τη σημασία του μεσαίου εγκεφάλου συνδεσιμότητα. π.χ., οι λευκές ύλες αντιπροσωπεύονται από τα κίτρινα και πράσινα αμφίδρομα βέλη που εμπνέονται από τους αστεροειδείς-βιντεοπαιχνίδια μέσα στο "Super Eight" που διέρχεται από τον μεσαίο εγκέφαλο.

Το τελευταίο μελέτη (2019) σχετικά με τη συνδεσιμότητα του εγκεφάλου στον εγκεφαλικό φλοιό και η προσοχή δεν διερευνά (ή αναφέρει) την παρεγκεφαλίδα. Τούτου λεχθέντος, ως δημοσιογράφος της επιστήμης, που κρατά το δάχτυλό μου στον παλμό των νευροεπιστημονικών τάσεων, φαίνεται ότι η έρευνα για τη σημασία του Η λειτουργική συνδεσιμότητα μεταξύ του αριστερού και του δεξιού ημισφαιρίου του εγκεφάλου και της παρεγκεφαλίδας δημοσιεύεται όλο και περισσότερο από ομότιμους κριτές περιοδικά.

Σχετικές αναρτήσεις:

• Η χαρτογράφηση της ανθρώπινης εγκεφαλικής στήλης ανανεώνει τις λειτουργίες ολόκληρου του εγκεφάλου
• Τα κυκλώματα Cerebro-Cerebellar μας υπενθυμίζουν: Το να γνωρίζουμε δεν είναι αρκετό
• Η υπερρευστότητα και η συνέργεια των τεσσάρων ημισφαιρίων του εγκεφάλου σας