Βρείτε μας στο Google News. Πατήστε εδώ!Ο ανθρώπινος εγκέφαλος αποτελείται από δύο είδη ύλης: τα σώματα των νευρικών κυττάρων (φαιά ουσία), τα οποία επεξεργάζονται την αίσθηση, ελέγχουν την εκούσια κίνηση και επιτρέπουν την ομιλία, τη μάθηση και τη γνώση, και τους άξονες (λευκή ουσία), που συνδέουν τα κύτταρα με το καθένα.
Ιστορικά, οι επιστήμονες έχουν επικεντρωθεί στη φαιά ουσία του φλοιού, υπολογίζοντας ότι εκεί είναι η δράση, ενώ αγνοούν τη λευκή ουσία, παρόλο που αποτελεί το ήμισυ του εγκεφάλου. Οι ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Vanderbilt πρόκειται να το αλλάξουν αυτό.
Για αρκετά χρόνια, ο John Gore, Ph.D., διευθυντής του Πανεπιστημίου Vanderbilt Institute of Imaging Science, και οι συνεργάτες του χρησιμοποιούσαν λειτουργική μαγνητική τομογραφία (fMRI) για να ανιχνεύσουν σήματα που εξαρτώνται από το επίπεδο οξυγόνωσης (BOLD), ένας βασικός δείκτης εγκεφαλική δραστηριότητα, στη λευκή ουσία.
Στην τελευταία τους εργασία, που δημοσιεύτηκε στις 12 Οκτωβρίου στο Proceedings of the National Academy of Sciences, οι ερευνητές αναφέρουν ότι όταν οι άνθρωποι που σαρώνουν τον εγκέφαλό τους με fMRI εκτελούν μια εργασία, όπως το κούνημα των δακτύλων τους, τα σήματα BOLD αυξάνονται στη λευκή ουσία σε όλη την εγκέφαλος.
«Δεν ξέρουμε τι σημαίνει αυτό», είπε ο πρώτος συγγραφέας της εργασίας, ο Kurt Schilling, Ph.D., επίκουρος καθηγητής Ακτινολογίας και Ακτινολογικών Επιστημών στο VUMC. “Απλώς ξέρουμε ότι κάτι συμβαίνει. Υπάρχει πραγματικά ένα ισχυρό σήμα στη λευκή ουσία.” Είναι σημαντικό να το επιδιώξουμε αυτό γιατί τόσο διαφορετικές διαταραχές όπως η επιληψία και η σκλήρυνση κατά πλάκας διαταράσσουν τη «συνδεσιμότητα» του εγκεφάλου, είπε ο Schilling. Αυτό υποδηλώνει ότι κάτι συμβαίνει στη λευκή ουσία.
Για να το ανακαλύψουν, οι ερευνητές θα συνεχίσουν να μελετούν τις αλλαγές στα σήματα της λευκής ουσίας που είχαν προηγουμένως ανιχνεύσει στη σχιζοφρένεια, τη νόσο του Αλτσχάιμερ και άλλες εγκεφαλικές διαταραχές. Μέσω μελετών σε ζώα και ανάλυσης ιστών, ελπίζουν επίσης να προσδιορίσουν τη βιολογική βάση για αυτές τις αλλαγές. Στη φαιά ουσία, τα σήματα BOLD αντανακλούν την αύξηση της ροής του αίματος (και του οξυγόνου) ως απόκριση στην αυξημένη δραστηριότητα των νευρικών κυττάρων.
Ίσως οι άξονες ή τα νευρογλοιακά κύτταρα που διατηρούν το προστατευτικό περίβλημα μυελίνης γύρω τους, χρησιμοποιούν επίσης περισσότερο οξυγόνο όταν ο εγκέφαλος «δουλεύει». Ή ίσως αυτά τα σήματα σχετίζονται με κάποιο τρόπο με το τι συμβαίνει στη φαιά ουσία. Αλλά ακόμα κι αν δεν συμβαίνει τίποτα βιολογικό στη λευκή ουσία, «κάτι συμβαίνει ακόμα εδώ», είπε ο Schilling. “Το σήμα αλλάζει. Αλλάζει διαφορετικά σε διαφορετικά μονοπάτια της λευκής ουσίας και είναι σε όλα τα μονοπάτια της λευκής ουσίας, το οποίο είναι ένα μοναδικό εύρημα.”
Ένας λόγος που τα σήματα της λευκής ουσίας δεν έχουν μελετηθεί ελάχιστα είναι ότι έχουν χαμηλότερη ενέργεια από τα σήματα της φαιάς ουσίας, και επομένως είναι πιο δύσκολο να διακριθούν από τον «θόρυβο» του φόντου του εγκεφάλου. Οι ερευνητές του VUMC αύξησαν την αναλογία σήματος προς θόρυβο βάζοντας το άτομο του οποίου ο εγκέφαλος σαρώθηκε να επαναλάβει μια οπτική, λεκτική ή κινητική εργασία πολλές φορές για να καθορίσει μια τάση και λαμβάνοντας τον μέσο όρο του σήματος σε πολλά διαφορετικά μονοπάτια ινών λευκής ουσίας.
«Για 25 ή 30 χρόνια, έχουμε παραμελήσει το άλλο μισό του εγκεφάλου», είπε ο Schilling. Μερικοί ερευνητές όχι μόνο έχουν αγνοήσει τα σήματα της λευκής ουσίας αλλά τα έχουν αφαιρέσει από τις αναφορές τους για τη λειτουργία του εγκεφάλου. Τα ευρήματα του Vanderbilt υποδηλώνουν ότι πολλές μελέτες fMRI «μπορεί όχι μόνο να υποτιμούν την πραγματική έκταση της ενεργοποίησης του εγκεφάλου, αλλά επίσης… μπορεί να χάνουν κρίσιμες πληροφορίες από το σήμα MRI», κατέληξαν οι ερευνητές.
