as ondas Ultra-lentas no cérebro ligaram directamente à consciência

Se você mantem um olho próximo em uma varredura de MRI do cérebro, você verá uma onda passar uma vez através do cérebro inteiro como uma pulsação do coração cada poucos segundos. Este ritmo ultra-lento foi reconhecido décadas há, mas ninguém conheceu bastante o que fazer dele. Os dados de MRI são inerente ruidosos, assim a maioria de pesquisadores ignoraram simplesmente as ondas ultra-lentas.

Mas estudando a actividade elétrica em cérebros do rato, os pesquisadores na Faculdade de Medicina da universidade de Washington em St Louis encontraram que as ondas ultra-lentas são qualquer coisa mas ruído. São mais como ondas no mar, com tudo que o cérebro faz a ocorrência nos barcos em cima desse mar. A pesquisa foi focalizada até agora nos acontecimentos dentro dos barcos, sem muito pensamento para o mar próprio. Mas a informação nova sugere que as ondas joguem um papel fundamental em como o cérebro complexo se coordena e em que as ondas estão ligadas directamente à consciência.

“Seu cérebro tem 100 bilhão neurônios ou assim, e têm que ser coordenados,” disse Marcus superior Raichle autor, DM, Alan A. e professor de Edith L. Wolff Distinto da medicina e um professor da radiologia no instituto de Mallinckrodt da radiologia na Faculdade de Medicina. “Estes sinais lentamente de variação no cérebro são uma maneira de obter uma coordenação muito em grande escala das actividades em todas as áreas diversas do cérebro. Quando a onda vai acima, as áreas tornam-se mais excitáveis; quando vai para baixo, transformam-se menos assim.”

O estudo é publicado o 29 de março no neurônio do jornal.

No 2000s adiantado, Raichle e outro descobriram os testes padrões da actividade de cérebro nos povos como coloca quietamente em máquinas de MRI, deixando suas mentes vagueiam. Estas redes assim chamadas do descansar-estado desafiaram a suposição que o cérebro quiets quando não é contratado activamente em uma tarefa. Agora nós sabemos que mesmo quando você sente como você não estão fazendo nada, seu cérebro ainda estamos zumbindo avante, queimando quase tanta fantasia da energia quanto resolvendo um problema de matemática resistente.

Usando redes do descansar-estado, outros pesquisadores começaram procurarar - e encontrar - pelas áreas do cérebro que se comportaram diferentemente em povos saudáveis do que nos povos com doenças de cérebro tais como a esquizofrenia e o Alzheimer. Mas mesmo enquanto os dados do descansar-estado MRI forneceram introspecções novas em desordens neuropsiquiátricas, igualmente mostraram consistentemente as ondas da actividade que espalham com uma regularidade lenta durante todo o cérebro, independentemente da doença sob o estudo. As ondas similares foram vistas em varreduras de cérebro dos macacos e dos roedores.

Alguns pesquisadores pensaram que estas ondas ultra-lentas eram não mais do que um produto manufacturado da técnica de MRI próprio. MRI calibra a actividade de cérebro indirectamente medindo o fluxo do sangue oxigênio-rico durante segundos, um calendário muito longo para um órgão que envie mensagens em um décimo ao um-centésimo de um segundo. Um pouco do que um processo genuìna lento, o raciocínio foi, as ondas podia ser a soma de muitos sinais elétricos rápidos sobre relativamente uns muitos tempos.

Primeiro Anish Mitra autor, PhD, e Andrew Kraft, PhD - estudantes de MD/PhD na universidade de Washington - e colegas decidiu aproximar o mistério das ondas ultra-lentas usando duas técnicas que medem directamente a actividade elétrica em cérebros dos ratos. Em um, mediram tal actividade no nível celular. No outro, mediram a camada da actividade elétrica pela camada ao longo da superfície exterior do cérebro.

Encontraram que as ondas não eram nenhum produto manufacturado: as ondas Ultra-lentas foram vistas apesar da técnica, e não eram a soma de toda a actividade elétrica mais rápida no cérebro.

Em lugar de, os pesquisadores encontraram que as ondas ultra-lentas começadas espontâneamente em uma camada profunda dos cérebros dos ratos e na propagação em uma trajectória predizível. Como as ondas passadas com cada área do cérebro, aumentaram a actividade elétrica lá. Os neurônios despediram mais entusiàstica quando uma onda estava na vizinhança.

Além disso, as ondas ultra-lentas persistiram quando os ratos foram postos sob a anestesia geral, mas com o sentido das ondas inverteu.

“Há um processo muito lento que se mova através do cérebro para criar oportunidades provisórias para a sinalização interurbana,” Mitra disse. “A maneira que estas ondas ultra-lentas se movem através do córtice é correlacionada com as mudanças enormes no comportamento, tal como a diferença entre estados conscientes e inconscientes.”

O facto de que a trajectória das ondas mudada tão dramàtica com estado de consciência sugere que as ondas ultra-lentas poderiam ser fundamentais a como o cérebro funciona. Se as áreas do cérebro são pensadas como dos barcos que se sacodem aproximadamente em um mar da lento-onda, no choppiness e no sentido das influências do mar certamente como facilmente uma mensagem pode ser passada de um barco a outro, e como duramente é para que dois barcos coordenem sua actividade.

Os pesquisadores agora estão estudando se as anomalias na trajectória de tais ondas ultra-lentas poderiam explicar algumas das diferenças consideradas em varreduras de MRI entre povos saudáveis e povos com condições neuropsiquiátricas tais como a demência e a depressão.

“Se você olha o cérebro de alguém com esquizofrenia, você não vê uma lesão grande, mas algo não está certo em como a maquinaria bonita do todo do cérebro é organizada,” disse Raichle, que é igualmente um professor da engenharia biomedicável, da neurologia, da neurociência e de ciências psicológicas e de cérebro. “O que nós encontramos aqui poderia nos ajudar a figurar para fora o que está indo mal. Estas ondas muito lentas são originais, negligenciado frequentemente e totalmente central a como o cérebro é organizado. Aquele é os ganhos líquidos.”