Rozlúštenie neurálneho kódu nervózneho mozgu
Vedci po prvýkrát merali kolísavé hlboké vzorce mozgu počas niekoľkých dní. Zahliadli nervový podpis nízkej nálady u úzkostných ľudí.
Aj keď naše chápanie neuropsychiatrických stavov, ako sú úzkosť a depresia, v priebehu rokov napredovalo míľovými krokmi, v našich vedomostiach stále existujú obrovské medzery.
Pokúsiť sa dešifrovať vnútorné fungovanie najkomplikovanejšej štruktúry vo vesmíre bude určite plné problémov.
V procese, ktorý sa stále javí ako blízky mágii, sú naše vnímanie, náš zmysel pre seba a naše emócie spojené do jednej skúsenosti - vedomia. Je to výsledok biliónov spojení medzi neurónmi.
Roky štúdia odhalili úlohy rôznych oblastí mozgu. Napríklad vieme, že hipokampus je dôležitý pre pamäť a že amygdala sa podieľa na spracovávaní emócií.
Samotná identifikácia regiónov, ktoré súvisia s konkrétnymi činnosťami, nám však neposkytuje hlboké pochopenie toho, ako mozog produkuje také živé spektrum zážitkov a emócií.
Ponoríme sa do zložitosti nálady
Každý prežíva emočné vzostupy aj pády. Pre niektorých ľudí môžu byť výkyvy také závažné, že sú výrazne narušené ich životy. Vďaka tomu je nálada dôležitým predmetom štúdia.
Úzkostné poruchy postihujú odhadom 40 miliónov dospelých v Spojených štátoch a napríklad v roku 2016 sa u viac ako 16 miliónov dospelých v USA vyskytla najmenej jedna veľká depresívna epizóda.
Použitie MRI a iných zobrazovacích techník umožnilo vedcom pozorovať mozog v nových detailoch.
Keď účastník nehybne leží v malom tuneli zariadenia, vedci mu môžu predstaviť emocionálne nabité podnety a potom sledovať, ako mozog reaguje, keď sa emócie menia z pozitívnych na negatívne.
Aj keď tieto štúdie odomkli informácie o vnútornom fungovaní nášho mozgu, leží vo vnútri skenera MRI asi tak ďaleko od skutočného života, ako sa len dá.
Nedávno a vôbec prvýkrát vedci navrhli experiment, ktorý meria neurálne koreláty nálady v reálnych situáciách.
Tím viedli Dr. Edward Chang, neurovedec a Dr. Vikaas Sohal, Ph.D., psychiater a neurovedec. Obaja sú členmi Kalifornskej univerzity v San Francisku Weilla Institute for Neurosciences.
Meranie mozgovej aktivity v reálnom čase
Pozorovanie fungovania ľudského mozgu z minúty na minútu si vyžadovalo jedinečnú skupinu účastníkov.
Vedci prijali 21 ľudí s epilepsiou, ktorí už mali 40 - 70 elektród implantovaných na povrch mozgu a do niektorých hlbších štruktúr.
Účastníci dostali elektródy v rámci prípravy na chirurgický zákrok na odstránenie častí mozgu zodpovedných za záchvaty.
Tieto implantáty umožnili vedcom zaznamenávať mozgovú aktivitu po dobu 7–10 dní. Po celú túto dobu účastníci zaznamenávali zmeny nálady pomocou dotazníka na tablete.
Týmto spôsobom mohli vedci korelovať zmeny nálady s mozgovou aktivitou pomocou algoritmov, ktoré navrhol hlavný autor štúdie Lowry Kirkby, Ph.D. Zistenia skupiny sa dnes objavili v časopise Bunka.
Vnútorné koherenčné siete
Pred štúdiom náladových denníkov vedci prehľadali mozgové údaje a hľadali siete vlastnej koherencie.
Tieto siete sú skupiny oblastí mozgu, ktoré majú tendenciu byť aktívne súčasne. Vedci túto koordinovanú činnosť berú tak, že regióny spolupracujú a komunikujú.
Keď vedci porovnali údaje od všetkých 21 účastníkov, našli rôzne „kliky“ oblastí mozgu, ktoré pravidelne vystreľovali spolu na rovnakej frekvencii.
U 13 účastníkov bola zvlášť aktívna jedna klika. Skoršie hodnotenie tejto skupiny naznačilo, že u všetkých došlo k relatívne vysokej miere úzkosti.
Dáta ukazujú, že keď bola táto klika aktívna, korelovala s pocitmi nízkej nálady.
Vedci konkrétne sledovali kombinovanú aktivitu v hipokampe a amygdale. Aktivita pozostávala z beta vĺn, ktoré vytvorili rytmus, ktorý vedci predtým spájali s úzkostlivým myslením.
Nájdenie tak jasného vzoru v mozgovej aktivite skupín vedcov zaskočilo.
"Boli sme celkom prekvapení, keď sme zistili jediný signál, ktorý takmer úplne zodpovedal záchvatom depresívnej nálady u tak veľkej skupiny ľudí."
Dr. Vikaas Sohal, Ph.D.
Iba začiatok
Štúdia znamenala začiatok tejto línie vyšetrovania, preto bolo vítané stretnutie s týmto zjavne jasným vzorom už v úvode. Ako hovorí Dr. Sohal, „Nájdenie tak výkonného informačného biomarkeru bolo viac, ako sme očakávali v tejto fáze projektu.“
Objavenie charakteristickej mozgovej aktivity u 13 účastníkov bolo rovnako prekvapivé ako zistenie jej absencie u ostatných, ktorí nemali takú výraznú úzkosť.
Tieto zistenia môžu poskytnúť informácie o rôznych spôsoboch, akými ľudia náchylní na úzkosť spracovávajú emočné informácie.
"Na základe toho, čo vieme o týchto mozgových štruktúrach, to naznačuje, že interakcie medzi amygdalou a hipokampom môžu byť spojené s vybavovaním emocionálnych spomienok a že táto cesta je obzvlášť silná u ľudí s vysokou úrovňou úzkosti, ktorých nálada by potom mohla byť silne ovplyvnená." pripomínaním spomienok nabitých emóciami, “hovorí doktor Sohal.
Bude nasledovať oveľa viac práce, ale doktor Sohal je už z výsledkov nadšený. Vysvetľuje: „Ako psychiater je nesmierne uspokojivé začať byť schopný poskytnúť pacientom koncepčný rámec, ktorý im pomôže pochopiť, čo prežívajú, keď sa cítia na dne.“
Táto práca môže tiež prispieť k rozšírenej diagnostike. Dr. Chang vysvetľuje: „Zistenia majú vedecké dôsledky pre naše pochopenie toho, ako konkrétne oblasti mozgu prispievajú k poruchám nálady, ale aj praktické dôsledky pre identifikáciu biomarkerov, ktoré by sa mohli použiť pre novú technológiu určenú na liečbu týchto porúch.“
