Badania pokazują, że claustrum mózgu zachowuje się bardziej jak szybki router internetowy

Badania pokazują, że claustrum mózgu zachowuje się bardziej jak szybki router internetowy

Pod zewnętrzną, pomarszczoną korą mózgu ukryty jest głęboko tajemniczy obszar znany jako claustrum. Od dawna wiadomo, że ten region wymienia sygnały z dużą częścią kory mózgowej, która jest odpowiedzialna za wyższe i złożone rozumowanie. Ze względu na rozległe powiązania claustrum legendarny naukowiec Francis Crick, znany z odkrycia DNA, w 2005 roku po raz pierwszy postulował, że claustrum jest siedzibą świadomości. Innymi słowy, obszar mózgu umożliwiający świadomość świata i nas samych.

Jednak badacze z Wydziału Medycyny Uniwersytetu Maryland uważają obecnie, że Crick mógł się mylić: opracowali nową teorię: zbudowany na danych -; że claustrum zachowuje się bardziej jak szybki router internetowy, przyjmując polecenia wykonawcze od „szefów” obszarów kory mózgu, które formują złożone myśli w celu stworzenia „sieci” w korze mózgowej. Podobnie jak router, claustrum koordynuje te sieci, aby współpracowały ze sobą w celu wykonania wielu różnych, wymagających poznawczo zadań, które wykonujemy od czasu do czasu w życiu codziennym.

Ważne jest, aby zrozumieć, w jaki sposób mózg tworzy i koordynuje te sieci w korze mózgowej poprzez claustrum, ponieważ zdezorganizowane sieci są typową cechą wielu chorób, takich jak uzależnienia, choroba Alzheimera i schizofrenia. Odkrycie to może prowadzić do opracowania lepszych terapii pozwalających zaradzić dysfunkcjom poznawczym w tych chorobach.

„Mózg to najbardziej złożony system w znanym wszechświecie. To właśnie oparte na danych postępy teoretyczne pogłębiają naszą wiedzę i pozwalają wykorzystać tę złożoność do poprawy życia ludzkiego”. powiedział dr Brian Mathur, profesor nadzwyczajny farmakologii na UMSOM. „Jako najbardziej połączona ze sobą struktura mózgu, claustrum jest oknem na tajemnicę mózgu, umysłu”.

Ich nowe odkrycia i hipotezy zostały opublikowane w czasopiśmie Trends In Cognitive Sciences 30 września 2022 r.

Aby dokładnie określić rolę claustrum, dr. Mathur i jego współpracownicy przeprowadzili serię eksperymentów na zwierzętach i ludziach. W jednym z eksperymentów wykorzystano nowoczesne podejście neuronaukowe do wyeliminowania klaustrofy u przytomnych myszy. Myszy te nie straciły przytomności i nadal biegały normalnie. Cios w teorię Cricka!

Książka elektroniczna Neuronauka

Zestawienie najważniejszych wywiadów, artykułów i aktualności z ostatniego roku. Pobierz bezpłatną kopię

Następnie badacze dali myszom łatwe lub trudne zadanie poznawcze i porównali, jak reagowały, gdy klaustrum było wyłączone. Zwykle mysz może wykonywać zarówno łatwe, jak i trudne zadania. Kiedy jednak badacze wyłączyli claustrum, myszy nie mogły już wykonywać tego trudnego zadania.

Dr Zastanawiając się, czy to odkrycie ma jakiekolwiek znaczenie dla ludzi, Mathur nawiązał współpracę z dr Davidem Seminowiczem, profesorem nauk o neuronach i bólu w Szkole Stomatologicznej UM oraz dr Fredem Barrettem, profesorem nadzwyczajnym psychiatrii i nauk behawioralnych w Szkole Medycznej Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa. Cała trójka zorganizowała badanie, w ramach którego wykonali funkcjonalne skany mózgu MRI zdrowych ochotników, którzy byli zaangażowani w proste lub skomplikowane zadania umysłowe. Naukowcy zaobserwowali, że jej klatka piersiowa „zaświeciła się” dopiero podczas wykonywania trudnej wersji zadania. Wydarzenie to zbiegło się z aktywacją sieci w korze mózgowej odpowiedzialnej za optymalną wydajność poznawczą. Uderzenie drugie przeciwko teorii świadomości Cricka!

Dr Mathur powiedział, że trzecie uderzenie nastąpi, gdy dodatkowe eksperymenty potwierdzą ich teorię funkcji klauzuli. Czyniąc to, dr Mathur i jego współpracownicy chcą teraz zrozumieć, w jaki sposób claustrum uczy się i dostosowuje do organizowania sieci w korze mózgowej w celu wspierania funkcji poznawczych.

Zrozumienie, w jaki sposób mózg elastycznie tworzy i koordynuje te sieci -; przez claustrum -; jest ważny w leczeniu zaburzeń poznawczych występujących w przypadku uzależnień, choroby Alzheimera i schizofrenii.

Mark T. Gladwin, MD, wiceprezes ds. medycznych na Uniwersytecie Maryland w Baltimore oraz John Z. i Akiko K. Bowers, wybitni profesorowie i dziekan UMSOM

Dr Mathur dodał: „Nasza hipoteza zapewnia nam bardzo potrzebne ramy koncepcyjne do opracowania nowych strategii terapeutycznych”.

Źródło:

Szkoła Medyczna Uniwersytetu Maryland

Odniesienie:

Madden, MB i in. (2022) Rola claustrum w kontroli poznawczej. Trendy w naukach kognitywnych. doi.org/10.1016/j.tics.2022.09.006.

.