le onde Ultra-lente nel cervello direttamente si sono collegate alla coscienza

Se tenete un occhio vicino su una scansione di MRI del cervello, vederete un'onda passare una volta attraverso l'intero cervello come un battito cardiaco ogni pochi secondi. Questo ritmo ultra-lento è stato riconosciuto le decadi fa, ma nessuno abbastanza ha conosciuto che cosa fare di. I dati di MRI sono inerentemente rumorosi, così la maggior parte dei ricercatori semplicemente hanno trascurato le onde ultra-lente.

Ma studiando l'attività elettrica nei cervelli del mouse, i ricercatori alla scuola di medicina dell'università di Washington a St. Louis hanno trovato che le onde ultra-lente sono qualche cosa ma disturbo. Sono più simile alle onde nel mare, con tutto che il cervello faccia avere luogo in barche sopra quel mare. La ricerca fin qui è stata messa a fuoco sugli avvenimenti dentro le barche, senza molto pensiero per il mare stesso. Ma le nuove informazioni suggeriscono che le onde svolgano un ruolo centrale in come il cervello complesso si coordina ed in che le onde direttamente sono collegate alla coscienza.

“Il vostro cervello ha 100 miliardo neuroni o così e devono essere coordinati,„ ha detto l'autore Marcus senior Raichle, MD, il Alan A. e professore di Edith L. Wolff Distinguished di medicina e un professore della radiologia all'istituto di Mallinckrodt della radiologia alla scuola di medicina. “Questi segnali lentamente varianti nel cervello sono un modo ottenere un coordinamento molto su grande scala delle attività in tutte le diverse aree del cervello. Quando l'onda va su, le aree diventano più eccitabili; quando va giù, si trasformano in di meno così.„

Lo studio è pubblicato il 29 marzo nel neurone del giornale.

Nel primi anni '2000, Raichle ed altri hanno scoperto i reticoli di attività di cervello nella gente come risiedono tranquillamente nei commputer di MRI, lascianti le loro menti vagano. Queste cosiddette reti dello riposare-stato hanno sfidato il presupposto che il cervello si acquieta quando attivamente non è impegnato in un compito. Ora sappiamo che anche quando ritenete come voi non stanno facendo niente, il vostro cervello ancora stiamo ronzando avanti, bruciando quasi tant'energia fantasticare quanto risolvendo un problema per la matematica duro.

Facendo uso delle reti dello riposare-stato, altri ricercatori hanno cominciato cercare - e trovare - le aree del cervello che si sono comportate diversamente in gente in buona salute che nella gente con le malattie di cervello quali la schizofrenia ed Alzheimer. Ma proprio mentre i dati dello riposare-stato MRI hanno fornito le nuove comprensioni nei disordini neuropsichiatrici, egualmente hanno mostrato coerente le onde di attività che si spargono con una regolarità lenta in tutto il cervello, indipendentemente dalla malattia allo studio. Le simili onde sono state vedute sulle scansioni di cervello delle scimmie e dei roditori.

Alcuni ricercatori hanno ritenuto che queste onde ultra-lente fossero non più di un artefatto della tecnica di risonanza magnetica stesso. MRI misura indirettamente l'attività di cervello misurando il flusso di di sangue ricco d'ossigeno durante i secondi, una scala cronologica molto lunga per un organo che invia i messaggi ad un decimo al un-centesima di un secondo. Piuttosto che un trattamento genuino lento, il ragionamento è andato, le onde ha potuto essere la somma di molti segnali elettrici rapidi durante un tempo relativamente molto.

Primo l'autore Anish Mitra, PhD ed Andrew Kraft, PhD - sia studenti di MD/PhD all'università di Washington - che colleghi hanno deciso di avvicinarsi al mistero delle onde ultra-lente facendo uso di due tecniche che direttamente misurano l'attività elettrica nei cervelli dei mouse. In uno, hanno misurato tale attività al livello cellulare. Nell'altro, hanno misurato il livello di attività elettrica dal livello lungo la superficie esterna del cervello.

Hanno trovato che le onde non erano artefatto: le onde Ultra-lente sono state vedute indipendentemente dalla tecnica e non erano la somma di tutta l'attività elettrica più veloce nel cervello.

Invece, i ricercatori hanno trovato che le onde ultra-lente iniziate spontaneamente in un livello profondo di cervelli dei mouse e nella diffusione in una traiettoria prevedibile. Come le onde passate con ogni area del cervello, hanno migliorato l'attività elettrica là. I neuroni hanno infornato più entusiasta quando un'onda era nelle vicinanze.

Inoltre, le onde ultra-lente hanno persistito quando i mouse sono stati messi nell'ambito dell'anestesia generale, ma con la direzione delle onde ha invertito.

“C'è un trattamento molto lento che si muove attraverso il cervello per creare i ventagli di opportunità temporanei per la segnalazione interurbana,„ Mitra ha detto. “Il modo che queste onde ultra-lente si muovono tramite la corteccia è correlato con i cambiamenti enormi nel comportamento, quale la differenza fra gli stati coscienti ed incoscienti.„

Il fatto che la traiettoria delle onde variabile con lo stato della coscienza suggerisce così drammaticamente che le onde ultra-lente potrebbero essere fondamentali a come il cervello funziona. Se le aree del cervello sono pensate come a barche che ballonzolano circa su un mare di lento-Wave, sul choppiness e sulla direzione delle influenze del mare certamente quanto un messaggio può essere passato facilmente da una barca ad un altro e quanto è duro affinchè due barche coordini la loro attività.

I ricercatori ora stanno studiando se le anomalie nella traiettoria di tali onde ultra-lente potrebbero spiegare alcune delle differenze vedute sulle scansioni di MRI fra la gente in buona salute e la gente con i termini neuropsichiatrici quali demenza e la depressione.

“Se esaminate il cervello di qualcuno con la schizofrenia, non vedete una grande lesione, ma qualcosa non è giusto in come il bello macchinario di tutto del cervello è organizzato,„ ha detto Raichle, che è egualmente un professore di assistenza tecnica biomedica, della neurologia, della neuroscienza e delle scienze di cervello e psicologiche. “Che cosa abbiamo trovato qui potrebbe aiutarci a capire che cosa sta andando male. Queste onde molto lente sono uniche, trascurato spesso ed assolutamente centrale a come il cervello è organizzato. Quella è la riga inferiore.„