Tako možgani napovedujejo prihodnje dogodke
Možgani se naučijo, kako po vzorcih predvideti prihodnje pojave. Ta proces se imenuje "predvidevalni čas" in nam omogoča uspešno interakcijo s svetom okoli nas. Kako deluje?
Čas predvidevanja je deloma tisto, kar nam omogoča, da sprejemamo najustreznejše odločitve v zelo dinamičnem svetu.
Toda na kaj se ta proces opira?
Nova študija, ki so jo izvedli raziskovalci s kalifornijske univerze Berkeley, pojasnjuje, da človeški možgani v predvidevanju pojava računajo na dva različna sistema.
"Ne glede na to, ali gre za šport, glasbo, govor ali celo namenjanje pozornosti, naša študija kaže, da časovni načrt ni enoten postopek, ampak da obstajata dva različna načina časovnih napovedi, ki sta odvisna od različnih delov možganov," pravi vodja avtor študije Assaf Breska, podoktorski raziskovalec na področju nevroznanosti.
"Skupaj," pravi višji avtor študije prof. Richard Ivry, "ti možganski sistemi omogočajo, da ne obstajamo le v tem trenutku, ampak tudi aktivno predvidevamo prihodnost."
Raziskovalci so ugotovili, da en sistem omogoča predvidevanje prihodnjih pojavov na podlagi naših preteklih izkušenj, drugi sistem pa temelji na prepoznavanju ritmičnih vzorcev.
Kako pa delujeta ta dva sistema? Ali se »zaženejo« ob različnih časih, odvisno od konteksta, na katerega se moramo odzvati?
Avtorji študije menijo, da bi lahko odgovor na to vprašanje pomagal tudi bolje razumeti delovanje možganov v različnih nevrodegenerativnih pogojih.
To bi nato omogočilo strokovnjakom, da pripravijo boljše strategije za oskrbo ljudi, ki živijo v takem stanju.
Možganske regije, zadolžene za "merjenje časa"
V nedavni študiji, katere ugotovitve so zdaj objavljene v reviji PNAS - znanstveniki so delali z ljudmi bodisi s Parkinsonovo boleznijo bodisi z možgansko degeneracijo.
Za oba stanja so značilne težave z koordinacijo in ravnotežjem, čeprav se zdi, da vplivajo na različna področja možganov.
Medtem ko Parkinsonova bolezen prizadene živčne poti v bazalnih ganglijih, to je predelu, vgrajenem globoko v možgansko skorjo, pri cerebelarni degeneraciji pa živčne celice v možganih postopoma odmrejo.
Raziskovalci so primerjali načine, kako so ljudje z vsakim stanjem uporabljali časovne napotke za odziv na različne teste.
Vsi udeleženci študije so se odzvali na dva različna zaporedja barvnih kvadratov, ki so utripali na računalniškem zaslonu. V prvi vaji so barvni kvadrati drug za drugim nasledili v enakomernem, ritmičnem tempu.
V drugi vaji so barvni kvadrati drug za drugim nasledili v drugačnem vzorcu, ki ni sledil enakemu enakomernemu ritmu.
Med temi testi so raziskovalci ugotovili, da so bili udeleženci s Parkinsonovo boleznijo boljši pri izvajanju kompleksnega vzorca, medtem ko so se tisti z cerebelarno degeneracijo bolje odzivali na test ritmičnega nasledstva.
"Dokažemo, da so bolniki z cerebelarno degeneracijo oslabljeni pri uporabi neritmičnih časovnih znakov, medtem ko bolniki z degeneracijo bazalnih ganglijev, povezani s Parkinsonovo boleznijo, uporabljajo ritmične znake," pravi prof. Ivry.
Te ugotovitve so ekipi omogočile, da ugotovi, katera možganska področja so povezana s katerim sistemom predvidevanja časov. Avtorji so ugotovili, da ritmični čas ustreza bazalnim ganglijem, medtem ko intervalni čas - na podlagi spominov na prejšnje izkušnje - ustreza možganom.
Klinične posledice
Pomembno je, da raziskovalci dodajajo, da to izpodbija prejšnje teorije, ki kažejo, da je predvidevanje časovnega okvira rezultat monolitnega sistema.
"Naši rezultati kažejo na vsaj dva različna načina, na katere so se možgani razvili za predvidevanje prihodnosti," pojasnjuje Breska.
»Sistem, ki temelji na ritmu, je občutljiv na periodične dogodke na svetu, kot so značilni za govor in glasbo. In intervalni sistem zagotavlja bolj splošno predvidevalno sposobnost, občutljivo na časovne pravilnosti, tudi če ni ritmičnega signala. "
Assaf Breska
Avtorji še dodajajo, da študija kaže, da se lahko možgani v primeru, da neha pravilno delovati, dejansko zanesejo na drugega za napovedni čas. To ima lahko pomembne posledice za način, kako strokovnjaki vodijo oskrbo ljudi s Parkinsonovo boleznijo ali cerebelarno degeneracijo.
"Naša študija ne opredeljuje samo pričakovanih okoliščin, v katerih so ti nevrološki bolniki oslabljeni, temveč tudi okoliščine, v katerih nimajo težav, kar kaže na to, da bi lahko spremenili njihovo okolje, da bi jim olajšali interakcijo s svetom ob njihovih simptomih , «Ugotavlja Breska.
Raziskovalci verjamejo, da lahko nekateri načini pomoči ljudem pri soočanju s poškodbami enega od dveh "časovnih" sistemov v možganih vključujejo aplikacije in računalniške igre, namenjene urjenju možganov, pa tudi tehnike globoke možganske stimulacije.
