Klaustrum mozku se chová spíše jako vysokorychlostní internetový router, ukazuje výzkum

Klaustrum mozku se chová spíše jako vysokorychlostní internetový router, ukazuje výzkum

Pod vnější, vrásčitou kůrou mozku je skryta hluboce tajemná oblast známá jako klaustrum. Již dlouho je známo, že tato oblast si vyměňuje signály s velkou částí kůry, která je zodpovědná za vyšší a komplexní uvažování. Kvůli rozsáhlým spojením klaustra, legendární vědec Francis Crick, PhD, proslulý objevy DNA, poprvé v roce 2005 předpokládal, že klaustrum je sídlem vědomí. Jinými slovy, oblast mozku, která umožňuje uvědomění si světa a sebe sama.

Vědci z University of Maryland School of Medicine se však nyní domnívají, že Crick se mohl mýlit: Vyvinuli novou teorii -; postaveno na datech -; že klaustrum se chová spíše jako vysokorychlostní internetový router, přebírá výkonné příkazy z „šéfových“ oblastí mozkové kůry, které tvoří složité myšlenky k vytvoření „sítí“ v kůře. Klaustrum podobně jako router koordinuje tyto sítě, aby spolupracovaly při plnění mnoha různých kognitivně náročných úkolů, které v každodenním životě vykonáváme okamžik za okamžikem.

Je důležité pochopit, jak mozek tvoří a koordinuje tyto sítě v mozkové kůře prostřednictvím klaustra, protože neuspořádané sítě jsou typickým rysem mnoha nemocí, jako je závislost, Alzheimer a schizofrenie. Toto zjištění může vést k lepším terapiím k řešení kognitivní dysfunkce u těchto onemocnění.

"Mozek je nejsložitější systém ve známém vesmíru. Právě tyto teoretické pokroky založené na datech posouvají naše znalosti k využití této složitosti ke zlepšení lidského života." řekl Brian Mathur, PhD, docent farmakologie na UMSOM. "Jako nejvíce propojená struktura v mozku je klaustrum oknem do tajemství mozku, mysli."

Jejich nové poznatky a hypotézy byly publikovány v Trends In Cognitive Sciences 30. září 2022.

K identifikaci přesné role klaustra, Dr. Mathur a jeho kolegové provedli řadu experimentů na zvířatech a lidech. Jeden experiment použil moderní neurovědecké přístupy k odstranění klaustra u bdělých myší. Tyto myši neztratily vědomí a pokračovaly v normálním běhu. Rána Crickově teorii!

Elektronická kniha o neurovědách

Kompilace top rozhovorů, článků a novinek za poslední rok. Stáhněte si bezplatnou kopii

Dále vědci zadali myším kognitivně snadný nebo obtížný úkol a porovnali, jak reagovaly, když bylo klaustrum vypnuto. Normálně může myš provádět snadné i obtížné úkoly. Když ale vědci klaustrum vypnuli, myši už nemohly plnit náročný úkol.

Dr. Mathur se zajímal o to, zda má toto zjištění nějaký význam pro lidi, a proto spolupracoval s kolegy Davidem Seminowiczem, PhD, profesorem neurálních věd a věd o bolesti na UM School of Dentistry, a Fredem Barrettem, PhD, docentem psychiatrie a behaviorálních věd na Johns Hopkins University School of Medicine. Tito tři zorganizovali výzkumnou studii, ve které provedli funkční skenování mozku magnetickou rezonancí u zdravých dobrovolníků, kteří se zabývali jednoduchými nebo komplikovanými duševními úkoly. Vědci pozorovali, že její klaustrum se „rozsvítilo“ pouze při plnění obtížné verze úkolu. Tato událost se shodovala s aktivací sítě v kortexu, která se podílí na optimální kognitivní výkonnosti. Úder dvě proti Crickově teorii vědomí!

Dr. Mathur řekl, že třetí úder bude, když další experimenty podpoří jejich teorii funkce claustra. Při tom chtějí Dr. Mathur a jeho kolegové nyní porozumět tomu, jak se klaustrum učí a přizpůsobuje koordinaci sítí v mozkové kůře za účelem podpory kognice.

Pochopení toho, jak mozek flexibilně tvoří a koordinuje tyto sítě -; přes klaustrum -; je důležitý pro léčbu kognitivního poklesu, ke kterému dochází u závislosti, Alzheimerovy choroby a schizofrenie.

Mark T. Gladwin, MD, viceprezident pro lékařské záležitosti na University of Maryland, Baltimore, a John Z. a Akiko K. Bowersovi významní profesori a děkan UMSOM

Dr. Mathur dodal: "Naše hypotéza nám poskytuje tolik potřebný koncepční rámec pro vývoj nových terapeutických strategií."

Zdroj:

Lékařská fakulta University of Maryland

Odkaz:

Madden, MB a kol. (2022) Role klaustra v kognitivní kontrole. Trendy v kognitivních vědách. doi.org/10.1016/j.tics.2022.09.006.

.