Αναλύοντας τον νευρικό κώδικα του ανήσυχου εγκεφάλου
Για πρώτη φορά, οι επιστήμονες έχουν μετρήσει τα κυμαινόμενα βαθιά εγκεφαλικά σχήματα σε αρκετές ημέρες. Έλαβαν μια ματιά στη νευρική υπογραφή χαμηλής διάθεσης σε ανήσυχους ανθρώπους.
Παρόλο που η κατανόησή μας για τις νευροψυχιατρικές καταστάσεις, όπως το άγχος και η κατάθλιψη, έχει προχωρήσει με πάροδο του χρόνου, εξακολουθούν να υπάρχουν τεράστια κενά στις γνώσεις μας.
Η προσπάθεια αποκρυπτογράφησης των εσωτερικών λειτουργιών της πιο περίπλοκης δομής στο σύμπαν είναι βέβαιο ότι θα είναι γεμάτη δυσκολία.
Σε μια διαδικασία που μοιάζει ακόμα κοντά στη μαγεία, οι αντιλήψεις μας, η αίσθηση του εαυτού μας και τα συναισθήματά μας υφαίνονται σε μια εμπειρία - συνείδηση. Αυτό είναι το αποτέλεσμα τρισεκατομμυρίων συνδέσεων μεταξύ νευρώνων.
Χρόνια μελέτης αποκάλυψαν τους ρόλους διαφόρων εγκεφαλικών περιοχών. Για παράδειγμα, γνωρίζουμε ότι ο ιππόκαμπος είναι σημαντικός για τη μνήμη και ότι η αμυγδαλή εμπλέκεται στην επεξεργασία συναισθημάτων.
Ωστόσο, η απλή αναγνώριση των περιοχών που σχετίζονται με συγκεκριμένες δραστηριότητες δεν μας δίνει μια βαθιά κατανόηση του πώς ο εγκέφαλος παράγει ένα τόσο ζωντανό φάσμα εμπειριών και συναισθημάτων.
Εξερευνώντας την πολυπλοκότητα της διάθεσης
Ο καθένας βιώνει συναισθηματικά σκαμπανεβάσματα. Για μερικούς ανθρώπους, οι διακυμάνσεις μπορεί να είναι τόσο σοβαρές ώστε η ζωή τους να διαταραχθεί σημαντικά. Αυτό καθιστά τη διάθεση ένα σημαντικό θέμα μελέτης.
Οι διαταραχές άγχους επηρεάζουν περίπου 40 εκατομμύρια ενήλικες στις Ηνωμένες Πολιτείες και το 2016, για παράδειγμα, περισσότεροι από 16 εκατομμύρια ενήλικες των ΗΠΑ παρουσίασαν τουλάχιστον ένα μείζον καταθλιπτικό επεισόδιο.
Η χρήση των μαγνητικών τομογραφιών και άλλων τεχνικών απεικόνισης επέτρεψε στους επιστήμονες να παρατηρήσουν τον εγκέφαλο με νέα λεπτομέρεια.
Καθώς ένας συμμετέχων βρίσκεται ακίνητος στη μικρή σήραγγα μιας συσκευής, οι ερευνητές μπορούν να τους παρουσιάσουν συναισθηματικά φορτισμένα ερεθίσματα και στη συνέχεια να παρατηρήσουν πώς ο εγκέφαλος αποκρίνεται, καθώς τα συναισθήματα αλλάζουν από θετικά σε αρνητικά.
Αν και αυτές οι μελέτες έχουν ξεκλειδώσει πληροφορίες σχετικά με την εσωτερική λειτουργία του εγκεφάλου μας, το να βρεθείς μέσα σε έναν σαρωτή μαγνητικής τομογραφίας απέχει περίπου από την πραγματική ζωή όσο μπορεί κανείς να πάρει.
Πρόσφατα, και για πρώτη φορά, οι ερευνητές έχουν σχεδιάσει ένα πείραμα που μετρά τους νευρικούς συσχετισμούς της διάθεσης σε πραγματικές καταστάσεις.
Ο Δρ Edward Chang, ένας νευροεπιστήμονας και ο Dr. Vikaas Sohal, Ph.D., ψυχίατρος και νευροεπιστήμονας, οδήγησαν την ομάδα. Και οι δύο είναι μέλη του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια στο Ινστιτούτο Νευροεπιστημών του Σαν Φρανσίσκο Weill.
Μέτρηση της εγκεφαλικής δραστηριότητας σε πραγματικό χρόνο
Η παρατήρηση των λεπτών προς λεπτών λειτουργιών του ανθρώπινου εγκεφάλου απαιτούσε μια μοναδική ομάδα συμμετεχόντων.
Οι ερευνητές στρατολόγησαν 21 άτομα με επιληψία που είχαν ήδη εμφυτεύσει 40-70 ηλεκτρόδια στην επιφάνεια του εγκεφάλου και σε κάποιες βαθύτερες δομές.
Οι συμμετέχοντες είχαν λάβει τα ηλεκτρόδια για την προετοιμασία της χειρουργικής επέμβασης για την αφαίρεση τμημάτων του εγκεφάλου που ευθύνονται για επιληπτικές κρίσεις.
Αυτά τα εμφυτεύματα επέτρεψαν στους επιστήμονες να χαρτογραφήσουν τη δραστηριότητα του εγκεφάλου για 7-10 ημέρες. Καθ 'όλη τη διάρκεια αυτής της περιόδου, οι συμμετέχοντες κατέγραψαν αλλαγές στη διάθεση χρησιμοποιώντας ένα ερωτηματολόγιο που βασίζεται σε tablet.
Με αυτόν τον τρόπο, οι επιστήμονες θα μπορούσαν να συσχετίσουν τις αλλαγές στη διάθεση με τη δραστηριότητα του εγκεφάλου χρησιμοποιώντας αλγόριθμους, τους οποίους είχε σχεδιάσει ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, Lowry Kirkby, Ph.D. Τα ευρήματα της ομάδας δημοσιεύθηκαν σήμερα στο περιοδικό Κύτταρο.
Ενδογενή δίκτυα συνοχής
Πριν μελετήσουν τα ημερολόγια διάθεσης, οι επιστήμονες έκαψαν τα δεδομένα του εγκεφάλου, αναζητώντας εγγενή δίκτυα συνοχής.
Αυτά τα δίκτυα είναι ομάδες περιοχών του εγκεφάλου που τείνουν να είναι ενεργά ταυτόχρονα. Οι επιστήμονες λαμβάνουν αυτήν τη συντονισμένη δραστηριότητα για να σημαίνουν ότι οι περιοχές συνεργάζονται και επικοινωνούν.
Όταν οι επιστήμονες συνέκριναν τα δεδομένα και των 21 συμμετεχόντων, βρήκαν διάφορες «κλίκες» περιοχών του εγκεφάλου που πυροδοτούσαν τακτικά μαζί στην ίδια συχνότητα.
Σε 13 από τους συμμετέχοντες, μια κλίκα ήταν ιδιαίτερα ενεργή. Μια προηγούμενη αξιολόγηση αυτής της ομάδας είχε δείξει ότι όλοι είχαν σχετικά υψηλά επίπεδα άγχους.
Τα δεδομένα έδειξαν ότι όταν αυτή η κλίκα ήταν ενεργή, συσχετίστηκε με συναισθήματα χαμηλής διάθεσης.
Συγκεκριμένα, οι ερευνητές παρατήρησαν συνδυασμένη δραστηριότητα στον ιππόκαμπο και την αμυγδαλή. Η δραστηριότητα συνίστατο σε βήτα κύματα, τα οποία δημιούργησαν έναν ρυθμό που οι επιστήμονες είχαν προηγουμένως συνδέσει με ανήσυχη σκέψη.
Βρίσκοντας ένα τόσο σαφές πρότυπο στη δραστηριότητα του εγκεφάλου των ομάδων, οι ερευνητές εξέπληξαν.
«Ήμασταν αρκετά έκπληκτοι που εντοπίζαμε ένα μόνο σήμα που αντιπροσώπευε σχεδόν εντελώς τις καταστάσεις της κατάθλιψης σε ένα τόσο μεγάλο σύνολο ανθρώπων».
Δρ. Vikaas Sohal, Ph.D.
Μόνο η αρχή
Η μελέτη σηματοδότησε την αρχή αυτής της γραμμής έρευνας, οπότε ήταν πολύ ευπρόσδεκτη η αντιμετώπιση ενός τόσο προφανώς σαφούς μοτίβου. Όπως λέει ο Δρ Sohal, "Η εύρεση ενός τόσο ισχυρού πληροφοριακού βιοδείκτη ήταν κάτι περισσότερο από αυτό που περιμέναμε σε αυτό το στάδιο του έργου."
Η ανακάλυψη της χαρακτηριστικής δραστηριότητας του εγκεφάλου σε 13 συμμετέχοντες ήταν τόσο εκπληκτική όσο σημείωσε την απουσία της στους άλλους, οι οποίοι δεν είχαν τόσο έντονο άγχος.
Αυτά τα ευρήματα μπορεί να παρέχουν ενδείξεις για τους διαφορετικούς τρόπους με τους οποίους οι άνθρωποι είναι επιρρεπείς σε άγχος επεξεργάζονται συναισθηματικές πληροφορίες.
«Με βάση όσα γνωρίζουμε για αυτές τις εγκεφαλικές δομές, αυτό υποδηλώνει ότι οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ της αμυγδαλής και του ιππόκαμπου μπορεί να συνδέονται με την ανάκληση συναισθηματικών αναμνήσεων και ότι αυτή η πορεία είναι ιδιαίτερα ισχυρή σε άτομα με υψηλά επίπεδα άγχους, των οποίων η διάθεση μπορεί τότε να επηρεαστεί έντονα υπενθυμίζοντας αναμνήσεις με συναισθήματα », λέει ο Δρ Sohal.
Θα ακολουθήσει πολύ περισσότερη δουλειά, αλλά ο Δρ Sohal είναι ήδη ενθουσιασμένος για τα αποτελέσματα. Εξηγεί, «Ως ψυχίατρος, είναι πολύ ικανοποιητικό να αρχίζουμε να παρέχουμε ένα εννοιολογικό πλαίσιο στους ασθενείς για να τους βοηθήσουμε να κατανοήσουν τι περνούν όταν αισθάνονται κάτω».
Αυτή η εργασία μπορεί επίσης να συμβάλει στην προηγμένη διάγνωση. Ο Δρ Chang εξηγεί, «Τα ευρήματα έχουν επιστημονικές επιπτώσεις στην κατανόησή μας για το πώς οι συγκεκριμένες περιοχές του εγκεφάλου συμβάλλουν σε διαταραχές της διάθεσης, αλλά και πρακτικές επιπτώσεις στον εντοπισμό βιοδεικτών που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για νέα τεχνολογία που έχει σχεδιαστεί για τη θεραπεία αυτών των διαταραχών.
