Studie findet Erfahrung Formen Netzwerke in der frühen Entwicklung des Gehirns

Studie findet Erfahrung Formen Netzwerke in der frühen Entwicklung des Gehirns

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Anonim

Da die menschliche Existenz auf Skalen untersucht wird, die kleiner sind als je zuvor, könnte es leicht zu glauben sein, dass jede der 37, 2 Billionen Zellen im erwachsenen menschlichen Körper einen bestimmten Zweck erfüllt. Aber vielleicht ist das nicht immer der Fall. Eine aktuelle Studie des Scripps Research Institute deutet darauf hin, dass einige Zellen in der frühen Gehirnentwicklung keinen anderen Zweck haben, als auf bestimmte Reize zu warten, die bestimmen, welche Funktion die Zelle meistern wird.

Diese bestimmten Zellen steuern die Hemmung und Erregbarkeit und es braucht externe Reize (die Umgebung außerhalb des Organismus), um zu bestimmen, welche dieser Zellen sich entwickeln, um das Gehirn fokussiert zu halten (Hemmung) und welche geistige Ablenkung (Erregbarkeit) erzeugen. Obwohl sich diese Zellen in einem sehr frühen Stadium der Studie befinden, besteht die Möglichkeit, dass ein tieferes Verständnis zu Therapien führt, bei denen externe Reize (Musik und andere Geräusche, Lichter, körperliche Aktivität oder andere externe Stimuli) verwendet werden können, um b> anzuregen

Scripps Forscher Dr. Hollis Cline leitete die Studie, die zeigte, wie die Exposition gegenüber Licht und Dunkelheit Nervenzellen in Kaulquappen zu entweder inhibitorischen Gehirnzellen oder in exzitatorischen Zellen reifen ließ. Es wird geglaubt, dass, wenn es eine ergänzende Anzahl von jedem gibt, die psychische Gesundheit in einem stabilen, gesunden Gleichgewicht bleibt.

Warum Kaulquappen?

Die Forscher wählten Kaulquappen aus zwei Gründen:

  • Kaulquappe Köpfe sind durchsichtig genug für die Forscher zu sehen, welche Neuronen zu einem bestimmten Zeitpunkt arbeiten.
  • Sie zeigen eine frühe Entwicklung des Gehirns, die vor der Evolution der Säugetiere begann.

Die Forscher erlaubten den Kaulquappen, frei unter einer Lichtscheibe zu schwimmen, die sich in Mustern bewegte, die einer Feder ähneln, in der Frösche Eier legen könnten. Während die Kaulquappen schwammen, beobachteten die Forscher, wie sich die Netzwerke im Gehirn veränderten, als die Kaulquappe von dunkel zu hell und wieder zurück schwamm.

Die Auswirkungen von Licht und Dunkelheit

Die Forscher beobachteten Unterschiede in der neuralen Aktivität entsprechend den äußeren Reizen der Stromumgebung. Die Wirkungen von Licht und Dunkelheit führten dazu, dass einige hemmende Zellen in Gegenwart von Licht aktiver wurden, während andere sehr ähnliche Zellen weniger aktiv wurden.

Dieses scheinbare System von Checks and Balances reagierte nicht auf biochemische Trigger oder andere Stimuli. Die einzigen Reize, die diesen Effekt erzeugten, waren Licht und Dunkelheit, was die Forscher dazu veranlasste, zu vermuten, dass diese Nervenzellen möglicherweise nicht vorprogrammiert sind, um eine spezifische Funktion zu erzeugen. Dass es nur äußere Reize sind, bestimmt die Entwicklung dieser Zellen und der Netzwerke, zu denen sie gehören.

"Es war ein großer Schock, dass die Erfahrung so abschneidet

Flexibilität von Wörtern, Farben und neuronalem Netzwerk

Eine Studie aus dem Jahr 2015 mit Forschern aus verschiedenen Einrichtungen in den USA ergab, dass die Leistung bei Tests mit Wörtern und Farben um so besser ist, je flexibler die Gehirnaktivität eines Menschen über inhibitorische neuronale Netzwerke ist. Diese Studie umfasste 101 erwachsene Menschen (63% weiblich, mittleres Alter 34, 2 Jahre), die während einer Magnetresonanztomographie (MRT) eine Reihe von Tests absolvierten.

Die Tests beinhalteten das Lesen von Wörtern, die in einer von vier Farben gedruckt wurden und in drei Szenarien dargestellt wurden:

  • Kongruent - Das Wort und die Farbe stimmen überein (das Wort "rot" wurde beispielsweise in roter Tinte dargestellt).
  • Inkongruent - Die Farbe von Wort und Tinte stimmte nicht überein (das Wort "Gelb" wurde mit blauer Tinte gedruckt).
  • Neutral - Die Wörter wurden nicht mit der Farbe in Verbindung gebracht, sondern in einer der gleichen vier Tintenfarben gedruckt ("Pferd" in grün gedruckt).

Die neutralen Wörter provozierten nicht überraschende Gehirntätigkeitsniveaus, aber die kongruenten und inkongruenten Worttests erzeugten Aktivität über inhibitorische und erregende Netzwerke, die je nach Kongruenz nach Grad variierten. Eine größere Genauigkeit wurde von Studienteilnehmern erreicht, deren Gehirnaktivität in vielen Bereichen des Gehirns leicht zwischen neuronalen Netzwerken floss.

Beide Studien deuten darauf hin, dass externe Stimuli eines Tages genutzt werden könnten, um die Netzwerkstärke und -entwicklung für Menschen zu erhöhen, die unter Bedingungen leiden, die sich negativ auf die Fähigkeit auswirken, sichere und gesunde Entscheidungen zu treffen.

Quellen:

Er, HY, W Shen, M Hiramoto und HT Cline. "Erfahrungsabhängige bimodale Plastizität von Hemmungsneuronen in der frühen Entwicklung." PubMed . Neuron / Cell (Elsevier), 25. Mai 2016. US National Library of Medicine / Nationale Gesundheitsinstitute . Netz. 6. Juni 2016.

Spielberg, Jeffrey M., Gregory A. Miller, Wendy Heller und Marie T. Banich. "Flexible Netzwerkrekonfiguration des Gehirns, die die hemmende Kontrolle unterstützt." PNAS / Nationale Akademie der Wissenschaften 112.32 (2015). PNAS Online . Netz. 6. Juni 2016.