neurověda

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.

Vývojová topografická dezorientace (DTD) je celoživotní porucha prostorové orientace, která se objevuje bez poškození mozku či jiné zjevné neurologické příčiny. Lidé s DTD obvykle poznávají známé budovy a orientační body, ale nedokážou si dobře vytvářet mentální mapu vztahů mezi místy. Proto mohou zvládat naučenou trasu, avšak ztratit se při objížďce, změně vstupu nebo po chybném odbočení, v těžkých případech i ve vlastním domě. Výzkumy spojují obtíže hlavně s kvalitou kognitivních map, nikoli se schopností rozpoznat orientační body. Porucha může omezovat samostatný pohyb i ovlivnit studijní a pracovní rozhodování; lidé často spoléhají na pevné trasy, pomoc okolí či GPS. Dosud však neexistuje jednotný diagnostický nástroj ani zcela sjednocená kritéria.

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.