neurověda

Nová studie naznačuje, že rozšíření zorniček při překvapení není jen vedlejším projevem vzrušení, ale může mozku pomáhat opustit neaktuální očekávání. U 63 účastníků sledovali vědci při úloze s předvídáním barevných obrazců průměr zorniček i mozkovou aktivitu pomocí EEG. Neočekávané podněty vyvolaly rozšíření zorniček a aktivaci systému spojeného s noradrenalinem, zejména oblasti locus coeruleus v mozkovém kmeni. Lidé s výraznější reakcí lépe upravovali své učení podle změněných podmínek a méně podléhali zkreslení předchozími očekáváními. Reakce tak může fungovat jako rychlé „obnovení“ mentálního kontextu, které usnadňuje učení v nové situaci.

Studie vědců z Kalifornské univerzity v San Diegu naznačuje, že vzdálené oblasti mozku se při pracovní paměti na okamžik synchronizují pomocí velmi rychlých elektrických vlnění zvaných ripples. Při souběhu těchto rytmů byly nervové buňky v různých oblastech až zhruba o třetinu častěji aktivní současně, což by mohlo pomáhat spojovat například tvář, jméno a vzpomínku do jednoho vjemu. Koordinace se objevovala i mezi oblastmi vzdálenými až 220 milimetrů a mezi mozkovými hemisférami. Při náročnějším úkolu s více obrázky byla synchronizace výraznější a souvisela i s rychlejším rozpoznáním známého obrazu. Výzkum však sledoval pouze 35 pacientů s těžkou epilepsií a neprokazuje, že rytmy samy o sobě lepší paměť způsobují.

Neurovědec Christof Koch navrhuje znovu promyslet rozšířený předpoklad, že vědomí vzniká výhradně činností mozku. Mozek podle něj nesporně ovlivňuje prožívání, avšak dosavadní výzkum nevysvětluje, proč jsou nervové procesy doprovázeny subjektivní zkušeností. Opírá se o filozofický směr analytický idealismus, podle něhož může být vědomí základní vlastností reality a mozek je spíše jeho filtrem či formovatelem. Koch zdůrazňuje, že nejde o zavedenou vědeckou teorii ani o důkaz vycházející z jeho osobního prožitku. Klíčové bude převést podobné úvahy do empiricky ověřitelných hypotéz; důsledky by mohly ovlivnit i debatu o tom, zda mohou být vědomé systémy umělé inteligence.

Studie na myších naznačuje, že stres v raném věku může trvale změnit regulaci genů v neuronech ventrální tegmentální oblasti, která souvisí s dopaminem, motivací a reakcí na stres. Vyšší aktivita enzymu SETD7 podle vědců zanechává chemické značky usnadňující pozdější aktivaci určitých genů. Při dalším stresu v dospělosti pak byly tyto neurony citlivější, což se projevovalo nerovnováhou dopaminu a úzkostnějším chováním. Omezení SETD7 naopak u stresovaných myší zvýšilo odolnost. Výsledky zatím nelze přímo vztáhnout na lidi, ale mohou ukázat cestu k prevenci či léčbě následků nepříznivých zážitků v dětství.

Deprese postihuje více než 300 milionů lidí a pro některé z nich jsou běžné terapie neúčinné. Klinická studie naznačuje, že implantace zařízení pro stimulaci bloudivého nervu může trvale zlepšit stavy pacientů s těžkou, odolnou depresí. Výzkum ukazuje, že až 69 % účastníků zaznamenalo zlepšení po 12 měsících a většina si tyto výsledky udržela i po dvou letech. Studie zahrnovala přes 490 pacientů, kteří selhali v průměru v 13 předchozích terapiích. Výsledky naznačují, že i částečné zlepšení může být významné a dlouhotrvající. Financování poskytla společnost vyrábějící zařízení, což může ovlivnit interpretaci výsledků.

Nový výzkum naznačuje, že mozek může předvídat sociální interakce ještě před jejich začátkem. Studie na dánio pruhovaném ukázala, že před pohybem ryb směrem k ostatním došlo k výrazné neuronové aktivitě v části mozku podobné lidské amygdale a hipokampu. Tento neuronový vzor byl specifický pro sociální interakce a nebyl přítomen při nesociálních pohybech. Navíc bylo zjištěno, že sociální chování bylo častější, když se ryby pohybovaly synchronně. Ačkoli byla studie provedena na rybách, vědci věří, že by tyto procesy mohly existovat i u jiných druhů, včetně savců. Výzkum otvírá možnosti pro další studium mechanismů mozku při sociálním chování.

Nedávný výzkum odhalil, že zívání má neobvyklý vliv na tok mozkomíšního moku v mozku. Na rozdíl od hlubokého dechu způsobuje zívání pohyb moku od mozku. Tato studie, provedená pomocí MRI skenů na 22 zdravých účastnících, poskytuje nové poznatky o možných funkcích zívání. Jedním z možných vysvětlení je, že zívání pomáhá při očistě mozku nebo jeho ochlazování. Zívání je jedinečný a konzistentní vzorec pro každého člověka, což připomíná otisk prstu. Výzkum zdůrazňuje potřebu dalšího zkoumání tohoto adaptivního chování a jeho dopadu na centrální nervovou soustavu.

Nová studie odhalila, že systém "ukládání odpadu" v mozku slábne s věkem, což narušuje komunikaci mezi mozkovými buňkami. U starších neuronů se bílkoviny hromadí a získávají podobu uzlíků, zatímco podpůrné buňky, mikroglie, se snaží zahlazené synapse obnovit. Tento proces ale může zároveň způsobit poškození mozkových buněk. Studie rovněž poukazuje na nové terapeutické cíle, jelikož určití bílkoviny nebyly s neurodegenerativními onemocněními dosud spojovány. Zpomalení rozkladu bílkovin může přispět k úbytku synapsí a selhání mozkových funkcí, což je charakteristické pro Alzheimerovu nemoc.

Rejsek obecný dokáže na zimu zmenšit svůj mozek o 30 %, aby šetřil energii. Na jaře pak mozek znovu narůstá, což umožňuje specifická genetická úprava. Tento jev, známý jako Dehnelův fenomén, byl poprvé popsán polským zoologem Augustem Dehnelem. Fenomén je vzácný, ale vyskytuje se i u jiných savců, kteří se nehibernují. Vědci zkoumají genetické základny této adaptace, které mohou nabídnout nové pohledy na lidské neurodegenerativní choroby. Výzkum má význam i pro pochopení vztahu mezi ztrátou objemu mozku a vodou, protože rejskové ztrácí mozek především ztrátou vody.

V laboratorních podmínkách pěstované mini-mozky pomáhají vědcům studovat mozkové přepojení bez zasahování do skutečných mozků. Tato studie využívá organoidy k identifikaci neuronálních signatur spojených se schizofrenií a bipolární poruchou. Tým z Johns Hopkins University zjistil, že určité vzorce neuronální aktivity mohou přesně identifikovat psychiatrické stavy s 83procentní přesností. Tento přístup by mohl přinést objektivnější metody diagnostiky těchto poruch. Navzdory zjednodušené komplexitě mini-mozků poskytují cenné informace o odlišné funkci mozků psychiatrických pacientů.