Μελέτη αποκαλύπτει το ρόλο που παίζει ο νεοφλοιός στην ικανότητά μας να σκεφτόμαστε, να ανακαλούμε γεγονότα και να λαμβάνουμε αποφάσεις.
Η ικανότητά μας να σκεφτόμαστε, να αποφασίζουμε, να θυμόμαστε πρόσφατα γεγονότα και πολλά άλλα, προέρχεται από τον νεοφλοιό του εγκεφάλου μας. Πρόσφατα, οι νευροεπιστήμονες του University of California, Irvine ανακάλυψαν βασικές πτυχές των μηχανισμών που βρίσκονται πίσω από αυτές τις λειτουργίες.
Σε βάθος χρόνου, τα ευρήματά τους ίσως να είναι σε θέση να βοηθήσουν στη βελτίωση των θεραπειών για ορισμένες νευροψυχιατρικές διαταραχές και εγκεφαλικούς τραυματισμούς. Η μελέτη έχει δημοσιευτεί στο Neuron.
Οι επιστήμονες γνωρίζουν εδώ και καιρό ότι ο νεοφλοιός συνδυάζει δύο ροές πληροφοριών: αυτήν της “τροφοδότησης βάσει αναμενόμενου αποτελέσματος” (feedforward information stream) και αυτήν της ανατροφοδότησης (feedback information stream). Τα δεδομένα feedforward αναμεταδίδονται από τα αισθητήρια συστήματα του εγκεφάλου από την περιφέρεια (τις αισθήσεις μας) στις περιοχές ανώτερης τάξης του νεοφλοιού.
Στην συνέχεια, αυτές οι υψηλού-επιπέδου περιοχές του εγκεφάλου στέλνουν πληροφορίες feedback, ανατροφοδοτούν δηλαδή, ώστε να βελτιώσουν και να προσαρμόσουν την αισθητηριακή επεξεργασία. Αυτή η εμπρός-πίσω επικοινωνία επιτρέπει στον εγκέφαλο να δίνει προσοχή, να διατηρεί βραχυπρόθεσμη μνήμη και να παίρνει αποφάσεις.
«Για παράδειγμα, θέλετε να διασχίσετε έναν πολυσύχναστο δρόμο», εξηγεί ο συν-συγγραφέας της εργασίας Dr. Gyorgy Lur, επίκουρος καθηγητής νευροβιολογίας και συμπεριφοράς στο τμήμα βιολογίας.
«Υπάρχουν δέντρα, άνθρωποι, κινούμενα οχήματα, σήματα κυκλοφορίας, πινακίδες και άλλα. Οι υψηλότερου επιπέδου περιοχές του νεοφλοιού, λένε στο αισθητήριο σύστημά σας σε ποιά πρέπει να δώσετε προσοχή για να αποφασίσετε πότε θα τον διασχίσετε».
Η αλληλεπίδραση μεταξύ των συστημάτων υψηλού και χαμηλού επιπέδου σας επιτρέπει επίσης να θυμόσαστε τι είδατε, όταν ρίξατε τις ματιές δεξιά και αριστερά, για να συλλέξετε πληροφορίες.
«Αν δεν είχατε αυτή τη βραχυπρόθεσμη μνήμη, απλώς θα συνεχίζατε να κοιτάτε χωρίς να μετακινηθείτε ποτέ.»
«Στην πραγματικότητα, αν δεν συνεργάζονταν διαρκώς οι ροές feedforward και feedback, θα κάναμε πολύ λίγα πέρα από το να αντιδρούμε βάσει αντανακλαστικών.»
Μέχρι τώρα, οι επιστήμονες δεν ήταν σίγουροι για το πώς συμμετέχουν σε αυτές τις πολύπλοκες διαδικασίες οι νευρώνες του εγκεφάλου. Ο Lur και οι συνεργάτες του ανακάλυψαν ότι τα σήματα feedforward και feedback συγκλίνουν σε μεμονωμένους νευρώνες στις βρεγματικές περιοχές του νεοφλοιού.
Οι ερευνητές βρήκαν επίσης ότι συγκεκριμένοι τύποι νευρώνων του φλοιού συγχωνεύουν τις δύο ροές πληροφοριών σε σημαντικά διαφορετικές χρονικές κλίμακες, και επίσης προσδιόρισαν την κυτταρική αρχιτεκτονική πίσω από αυτές αυτές τις διαφορές.
«Οι επιστήμονες γνώριζαν ήδη ότι η συγχώνευση πολλαπλών αισθήσεων ενισχύει τις νευρωνικές αποκρίσεις», λέει ο Lur. «Αν μόνο βλέπετε κάτι ή μόνο το ακούτε, τότε ο χρόνος αντίδρασής σας είναι πιο αργός από όταν το βιώνετε ταυτόχρονα και με τις δύο αισθήσεις. Έχουμε εντοπίσει τους υποκείμενους μηχανισμούς που καθιστούν αυτό δυνατό».
Ο ίδιος τονίζει πως τα δεδομένα της μελέτης υποδηλώνουν ότι οι ίδιες αρχές εξακολουθούν να ισχύουν στην περίπτωση που η μία ροή πληροφοριών είναι αισθητηριακή και η άλλη γνωστική.
Η κατανόηση αυτών των διαδικασιών είναι κρίσιμη για την ανάπτυξη μελλοντικών θεραπειών για νευροψυχιατρικές παθήσεις, όπως διαταραχές της αισθητηριακής επεξεργασίας, σχιζοφρένεια και ΔΕΠΥ, καθώς και για εγκεφαλικά επεισόδια και άλλους τραυματισμούς του νεοφλοιού.
Παραπομπές: “Cell-type-specific integration of feedforward and feedback synaptic inputs in the posterior parietal cortex” Daniel J. Rindner et al. Neuron
Πηγή: https://neurosciencenews.com/