neurověda

Předběžná studie na makacích naznačuje, že mozková aktivita při zrakovém vnímání rychle střídá obraz, který si jedinec uvědomuje, s obrazem potlačeným mimo vědomí. Při experimentu dostávalo každé oko jiný obraz obličeje; nově zobrazený obraz obvykle převládl ve vědomém vjemu. Záznamy z neuronů ve zrakových oblastech však ukázaly střídání obou reprezentací přibližně 15krát za sekundu. Vědomě vnímaný obraz přitom vyvolával přesnější neuronální odezvu. Výzkum zatím neobjasňuje, jak mozek vybírá obsah vědomí, a jeho závěry omezuje malý vzorek dvou makaků i skutečnost, že studie dosud neprošla recenzním řízením.

Studie na myších naznačuje, že úzkostné a obranné reakce po kanabinoidech souvisejí s neurony produkujícími somatostatin v centrální amygdale. Zvířata po podání silného syntetického kanabinoidu reagovala na pach predátora výraznějším strnutím a vyhýbáním se, zejména při vyšších dávkách. Měření ukázala, že aktivita těchto neuronů s dávkou rostla. Když vědci jejich synaptické působení utlumili, úzkostné chování myší se částečně zmírnilo. Výsledky zatím nelze přímo vztáhnout na lidi, mohou však přispět k vývoji léčby úzkosti spojené s užíváním konopí i jinými příčinami.

Studie v časopise Nature Neuroscience porovnala mozkovou aktivitu šesti živočišných druhů během bdění a celkové anestezie, od lidí a primátů po ryby a hlístice. Ve všech případech se objevily obdobné změny: jednotlivé oblasti nervové soustavy zůstávaly aktivní, ale hůře spolu koordinovaly činnost. Aktivita byla také v čase méně předvídatelná a ztrácela schopnost vytvářet souvislé vzorce. Výsledky naznačují, že anestetika nevypínají mozek jako celek, nýbrž prostorově a časově tříští přenos a integraci informací. Podobnost napříč zhruba 700 miliony let evoluce může přispět k objasnění mechanismů vědomí i účinků celkové anestezie.

Studie sledující 17 zkušených nádechových potápěčů během sedmiměsíčního tréninku naznačuje rozsáhlé změny ve funkčním propojení jejich mozku. Posílila se komunikace mezi sítěmi souvisejícími s pozorností, kognitivní kontrolou, smyslovým zpracováním a pohybem. Hipokampus, oblast citlivá na nedostatek kyslíku a důležitá pro paměť, vykazoval silnější spojení s mozečkem a slabší vazby na senzomotorické oblasti. Tyto změny souvisely s lepším výkonem v testech epizodické paměti. Výsledky mohou ukazovat na adaptační neuroplasticitu při opakované kontrolované hypoxii, výzkum je však předběžný, dosud nerecenzovaný a omezený malým výhradně mužským vzorkem.

Vědci z Tokijské univerzity propojili tři mozkové organoidy vypěstované z lidských přeprogramovaných buněk a sledovali jejich elektrickou aktivitu. Po opakované elektrické stimulaci dvou organoidů dokázal třetí, přímo nestimulovaný organoid vytvářet odlišné reakce podle původu signálu. U samostatných organoidů ani dvojic se podobné zlepšení neprojevilo. Výsledek naznačuje, že pro základní rozlišování informací může být důležité modulární uspořádání nervové tkáně. Nejde o vědomí ani plnohodnotné mozky, ale o model pro zkoumání vzniku složitějších nervových funkcí.

Vědci zjistili, že chybně složené proteiny tau z mozků lidí s Alzheimerovou nemocí a kortikobazální degenerací dokážou v myších mozcích přimět běžný myší tau k převzetí stejné struktury. Po vstříknutí lidských vzorků původní lidský tau během týdne zmizel, v dalších měsících však přibýval abnormálně složený myší protein. Kryoelektronová mikroskopie potvrdila, že struktura nově vzniklých vláken odpovídala konkrétní lidské nemoci. Alzheimerův tau vyvolal změny hlavně v neuronech, zatímco tau spojený s kortikobazální degenerací zasáhl také podpůrné gliové buňky. Výsledky podporují prionově podobný mechanismus šíření, neznamenají však, že by Alzheimerova nemoc či kortikobazální degenerace byly nakažlivé mezi lidmi.

Nová studie v podobě preprintu naznačuje, že neurony nepředávají informace jen časováním a četností elektrických impulsů, ale také jejich přesným tvarem. Při pokusech na dvou myších neuronech dokázal model strojového učení podle tvaru impulsu rozlišit typ elektrické stimulace s přesností 78,4 procenta. Změny tvaru navíc odrážely sílu a proměnlivost nedávných vstupů, v některých případech až půl sekundy před samotným impulsem. V záznamech z krysích mozků mělo 30 ze 40 neuronů více odlišných skupin tvarů signálu. Autoři však zatím neprokázali, že neurony tvar impulsů aktivně využívají ke komunikaci; výsledky také vycházejí z omezeného množství dat a čekají na odborné posouzení.

Studie týmu vedeného Stanfordovou univerzitou naznačuje, že mozek člověka i dalších živočichů vzniká souběžně ze dvou odlišných typů embryonálních progenitorových buněk. Jeden typ dává vzniknout přednímu a střednímu mozku, zatímco druhý se specializuje na zadní mozek. Vědci tento mechanismus nejprve sledovali u myších embryí a následně jej potvrdili na lidských pluripotentních kmenových buňkách. Rozdílné buněčné programy a uspořádání chromatinu mohou vysvětlovat dosavadní potíže s laboratorním pěstováním buněk zadního mozku. Zjištění může podpořit výzkum nemocí mozkového kmene a ukazuje, že tento dvoudílný vývojový plán je zřejmě evolučně velmi starý.

Neurovědec Tom James navrhuje, že běžná představa rozhodování jako posloupnosti vjem–myšlení–čin nemusí odpovídat fungování mozku. Pocit zvažování možností a následná fyzická volba podle něj mohou vznikat souběžně ze stejné nervové aktivity, nikoli jako oddělené fáze. Rozhodnutí by tak mohlo být užitečným popisem výsledného chování, ale ne samostatným řídicím procesem v mozku. James přirovnává tuto zkratku k tvrzení, že „univerzita rozhodla“, ačkoli za výsledkem stojí řada konkrétních lidí a událostí. Studie nepřináší nové experimenty ani snímkování mozku; autor předkládá teoretický rámec, který by měl být dále ověřován v realističtějších podmínkách.

Vědci z korejských univerzit KAIST a Yonsei předvedli internetové ovládání bezdrátového mozkového implantátu RAPIDO mezi Chicagem a jihokorejským Tedžonem vzdálenými přes 10 500 kilometrů. Signál dorazil v průměru za 109 milisekund a zařízení dokáže samostatně dávkovat látky i vysílat světlo do mozku volně se pohybujících potkanů. Při pokusech implantát opakovaně podával kokain do oblasti spojené s odměnou, což měnilo pohyb zvířat i několik týdnů po zavedení. V odděleném optogenetickém testu světelná stimulace zabránila vzniku preference místa spojovaného s kokainem. Technologie je zatím výzkumnou platformou pro zvířecí experimenty, nikoli léčbou závislosti ani klinickým řešením pro lidi.