Podľa výskumu sa klaustrum mozgu správa skôr ako vysokorýchlostný internetový router

Podľa výskumu sa klaustrum mozgu správa skôr ako vysokorýchlostný internetový router

Pod vonkajšou, vrásčitou kôrou mozgu je skrytá hlboko tajomná oblasť známa ako klaustrum. Už dlho je známe, že táto oblasť si vymieňa signály s veľkou časťou kôry, ktorá je zodpovedná za vyššie a komplexné uvažovanie. Kvôli rozsiahlym prepojeniam klaustra, legendárny vedec Francis Crick, PhD, známy v objavovaní DNA, prvýkrát v roku 2005 vyslovil názor, že klaustrum je sídlom vedomia. Inými slovami, oblasť mozgu, ktorá umožňuje uvedomenie si sveta a nás samých.

Vedci z University of Maryland School of Medicine však teraz veria, že Crick sa mohol mýliť: Vyvinuli novú teóriu -; postavené na údajoch -; že klaustrum sa správa skôr ako vysokorýchlostný internetový router, preberá výkonné príkazy z „šéfových“ oblastí mozgovej kôry, ktoré tvoria zložité myšlienky na vytváranie „sietí“ v kôre. Podobne ako smerovač, klaustrum koordinuje tieto siete, aby spolupracovali pri plnení mnohých rôznych kognitívne náročných úloh, ktoré v každodennom živote vykonávame od okamihu k okamihu.

Je dôležité pochopiť, ako mozog tvorí a koordinuje tieto siete v mozgovej kôre cez klaustrum, pretože dezorganizované siete sú typickým znakom mnohých chorôb, ako je závislosť, Alzheimerova choroba a schizofrénia. Toto zistenie môže viesť k lepším terapiám na riešenie kognitívnej dysfunkcie pri týchto ochoreniach.

"Mozog je najkomplexnejší systém v známom vesmíre. Sú to tieto teoretické pokroky založené na údajoch, ktoré posúvajú naše poznatky k využitiu tejto zložitosti na zlepšenie ľudského života." povedal Brian Mathur, PhD, docent farmakológie na UMSOM. "Ako najviac prepojená štruktúra v mozgu je klaustrum oknom do tajomstva mozgu, mysle."

Ich nové zistenia a hypotézy boli publikované v Trends In Cognitive Sciences 30. septembra 2022.

Na identifikáciu presnej úlohy klaustra Dr. Mathur a jeho kolegovia vykonali sériu experimentov na zvieratách a ľuďoch. Jeden experiment použil moderné neurovedecké prístupy na odstránenie klaustra u bdelých myší. Tieto myši nestratili vedomie a pokračovali v normálnom behu. Rana pre Crickovu teóriu!

Elektronická kniha o neurovedách

Kompilácia top rozhovorov, článkov a noviniek za posledný rok. Stiahnite si bezplatnú kópiu

Ďalej výskumníci dali myšiam kognitívne ľahkú alebo náročnú úlohu a porovnali, ako reagovali, keď bolo klaustrum vypnuté. Normálne môže myš vykonávať jednoduché aj ťažké úlohy. Ale keď vedci vypli klaustrum, myši už nemohli vykonávať náročnú úlohu.

Dr. Zaujímalo ho, či má toto zistenie nejaký význam pre ľudí, a tak Mathur spolupracoval s kolegami Davidom Seminowiczom, PhD, profesorom nervových a bolestivých vied na UM School of Dentistry, a Fredom Barrettom, PhD, docentom psychiatrie a behaviorálnych vied na Johns Hopkins University School of Medicine. Títo traja zorganizovali výskumnú štúdiu, v ktorej vykonali funkčné skenovanie mozgu magnetickou rezonanciou na zdravých dobrovoľníkoch, ktorí sa zaoberali jednoduchými alebo komplikovanými duševnými úlohami. Vedci zistili, že jej klaustrum sa „rozsvietilo“ iba pri vykonávaní náročnej verzie úlohy. Táto udalosť sa zhodovala s aktiváciou siete v kortexe zapojenej do optimálneho kognitívneho výkonu. Úder dva proti Crickovej teórii vedomia!

Dr Mathur povedal, že tretí úder bude, keď ďalšie experimenty podporia ich teóriu funkcie claustra. Dr. Mathur a jeho kolegovia chcú teraz pochopiť, ako sa klaustrum učí a prispôsobuje organizačným sieťam v mozgovej kôre na podporu kognície.

Pochopenie toho, ako mozog flexibilne tvorí a koordinuje tieto siete -; cez klaustrum -; je dôležitý na liečbu kognitívneho poklesu, ktorý sa vyskytuje pri závislosti, Alzheimerovej chorobe a schizofrénii.

Mark T. Gladwin, MD, viceprezident pre medicínske záležitosti na University of Maryland, Baltimore, a John Z. a Akiko K. Bowers, vážený profesor a dekan UMSOM

Dr Mathur dodal: "Naša hypotéza nám poskytuje veľmi potrebný koncepčný rámec na vývoj nových terapeutických stratégií."

Zdroj:

Lekárska fakulta Marylandskej univerzity

Referencia:

Madden, MB a kol. (2022) Úloha klaustra v kognitívnej kontrole. Trendy v kognitívnych vedách. doi.org/10.1016/j.tics.2022.09.006.

.