Βρείτε μας στο Google News. Πατήστε εδώ!Ακούς ένα τηλέφωνο να χτυπάει ή ένα γάβγισμα σκύλου. Είναι δικό σου ή κάποιου άλλου; Ακούς βήματα μέσα στη νύχτα — είναι το παιδί σου ή ένας εισβολέας; Φίλος ή εχθρός; Η απόφαση που θα πάρετε θα καθορίσει τη συνέχεια. Ερευνητές στο Ίδρυμα Champalimaud έριξαν φως στο τι μπορεί να συμβαίνει στον εγκέφαλό μας σε στιγμές όπως αυτές και μας οδήγησαν ένα βήμα πιο κοντά στην αποκάλυψη του μυστηρίου του πώς ο εγκέφαλος μεταφράζει τις αντιλήψεις σε πράξεις.
Κάθε μέρα, παίρνουμε αμέτρητες αποφάσεις βασισμένες σε ήχους χωρίς δεύτερη σκέψη. Αλλά τι ακριβώς συμβαίνει στον εγκέφαλο σε τέτοιες περιπτώσεις; Μια νέα μελέτη από το Renart Lab, που δημοσιεύτηκε στο Current Biology, ρίχνει μια ματιά κάτω από την κουκούλα. Τα ευρήματά τους εμβαθύνουν την κατανόησή μας για το πώς οι αισθητηριακές πληροφορίες και οι επιλογές συμπεριφοράς είναι αλληλένδετες μέσα στον φλοιό – το εξωτερικό στρώμα του εγκεφάλου που διαμορφώνει τη συνειδητή μας αντίληψη για τον κόσμο.
Ο φλοιός χωρίζεται σε περιοχές που χειρίζονται διαφορετικές λειτουργίες: οι αισθητήριες περιοχές επεξεργάζονται πληροφορίες από το περιβάλλον μας, ενώ οι κινητικές περιοχές διαχειρίζονται τις ενέργειές μας. Παραδόξως, σήματα που σχετίζονται με μελλοντικές ενέργειες, που θα περίμενε κανείς να βρει μόνο σε κινητικές περιοχές, εμφανίζονται και σε αισθητήριες. Τι κάνουν τα σήματα που σχετίζονται με την κίνηση σε περιοχές που είναι αφιερωμένες στην αισθητηριακή επεξεργασία; Πότε και πού εμφανίζονται αυτά τα σήματα; Η διερεύνηση αυτών των ερωτήσεων θα μπορούσε να αποσαφηνίσει την προέλευση και τον ρόλο αυτών των μπερδεμένων σημάτων και πώς οδηγούν τις αποφάσεις.
Μια διαφορετική προσέγγιση
Οι ερευνητές αντιμετώπισαν αυτά τα ερωτήματα επινοώντας μια εργασία για ποντίκια. Ο μεταδιδόκτωρ Raphael Steinfeld, ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, λέει: «Για να αποκαλύψουμε ποια σήματα που σχετίζονται με μελλοντικές ενέργειες μπορεί να κάνουν σε αισθητήριες περιοχές, σκεφτήκαμε προσεκτικά την εργασία που θα έπρεπε να εκτελέσουν τα ποντίκια.
Προηγούμενες μελέτες βασίζονταν συχνά σε εργασίες “Go-NoGo”, όπου τα ζώα αναφέρουν την επιλογή τους είτε κάνοντας μια ενέργεια είτε χωρίς να κινούνται, ανάλογα με την ταυτότητα του ερεθίσματος. Αυτή η διάταξη, ωστόσο, ανακατεύει σήματα που συνδέονται με συγκεκριμένες κινήσεις με αυτές που σχετίζονται με την κίνηση γενικά Για να απομονώσουμε τα σήματα για συγκεκριμένες ενέργειες, εκπαιδεύσαμε τα ποντίκια να αποφασίζουν μεταξύ μιας από τις δύο ενέργειες. στόμια, αριστερά ή δεξιά». Ωστόσο, αυτό δεν ήταν αρκετό. «Τα ποντίκια μαθαίνουν γρήγορα αυτήν την εργασία, συχνά ανταποκρίνονται μόλις ακούν τον ήχο», συνεχίζει ο Steinfeld.
«Για να διαχωρίσουμε τη δραστηριότητα του εγκεφάλου που σχετίζεται με τον ήχο από αυτή που σχετίζεται με την απόκριση, εισαγάγαμε μια κρίσιμη καθυστέρηση μισού δευτερολέπτου. Κατά τη διάρκεια αυτού του διαστήματος, τα ποντίκια έπρεπε να μην αποφασίσουν. Το σημαντικότερο ήταν ότι αυτή η καθυστέρηση μας επέτρεψε να διαχωρίσουμε προσωρινά την εγκεφαλική δραστηριότητα που συνδέεται με το ερέθισμα από αυτό που συνδέεται με την επιλογή και παρακολουθήστε πώς τα νευρικά σήματα που σχετίζονται με την κίνηση ξεδιπλώθηκαν με την πάροδο του χρόνου από την αρχική αισθητηριακή είσοδο».
Βαθιές συνδέσεις
Μετά από έξι μήνες αυστηρής εκπαίδευσης, οι ερευνητές θα μπορούσαν επιτέλους να αρχίσουν να καταγράφουν τη νευρική δραστηριότητα σε ποντίκια καθώς εκτελούσαν την εργασία. Επικεντρώθηκαν στον ακουστικό φλοιό, το τμήμα του φλοιού που είναι υπεύθυνο για την επεξεργασία όσων ακούμε, το οποίο είχαν ήδη δείξει ότι απαιτείται για την εργασία. «Ο φλοιός των ποντικών και των ανθρώπων αποτελείται από έξι στρώματα, το καθένα με εξειδικευμένες λειτουργίες και διακριτές συνδέσεις με άλλες περιοχές του εγκεφάλου», εξηγεί ο Alfonso Renart, κύριος ερευνητής.
«Δεδομένου ότι ορισμένα στρώματα λαμβάνουν συνήθως αισθητηριακές πληροφορίες από περιοχές του εγκεφάλου, ενώ άλλα στέλνουν δεδομένα σε κινητικά κέντρα, καταγράψαμε ταυτόχρονα δραστηριότητα στα στρώματα του ακουστικού φλοιού — για πρώτη φορά σε μια εργασία σαν τη δική μας, στην οποία τα αισθητήρια και κινητικά σήματα μπορούσαν να είναι καθαρά διαχωρισμένοι. Διαπιστώσαμε ότι τα σήματα που σχετίζονται με την αισθητηριακή και την επιλογή εμφάνιζαν ξεχωριστά χωρικά και χρονικά μοτίβα».
Τα σήματα που σχετίζονται με την ανίχνευση ήχου εμφανίστηκαν γρήγορα αλλά εξαφανίστηκαν γρήγορα, εξαφανίστηκαν περίπου 400 χιλιοστά του δευτερολέπτου μετά την παρουσίαση του ήχου και διανεμήθηκαν ευρέως σε όλα τα στρώματα του φλοιού. Αντίθετα, σήματα που σχετίζονται με την επιλογή, τα οποία υποδεικνύουν την κίνηση που πρόκειται να κάνει το ποντίκι εμφανίστηκαν αργότερα, πριν εκτελεστεί η απόφαση, και συγκεντρώθηκαν στα βαθύτερα στρώματα του φλοιού.
