Otak yang luar biasa
Puncak otak bukan hanya siapa kita tetapi juga dunia yang kita alami. Ia memberitahu kita apa yang harus dilihat, apa yang hendak didengar dan apa yang harus dikatakan. Ia berkembang untuk menampung bahasa atau kemahiran baru yang kita pelajari. Ia menceritakan kisah ketika kita sedang tidur. Ia menghantar isyarat penggera, dan ia merangsang badan untuk berlari atau melawan ketika merasakan bahaya. Otak menyesuaikan diri dengan persekitaran sehingga kita tidak terganggu oleh bau yang tetap di rumah lama atau kelembapan hawa dingin yang berterusan. Otak kita melihat matahari dan memberitahu tubuh kita masa itu. Otak menyimpan kenangan, baik yang menyakitkan dan menyenangkan.
Tetapi yang penting seperti otak adalah untuk kewujudan kita, ia masih misteri kita sebagai planet dari galaksi yang jauh. Malah pada tahun 2018, ahli sains saraf masih menemui fakta-fakta asas tentang ini kira-kira 3-lb. (1.4 kilogram) sebahagian besar tisu. Kadang-kala, penyelidik melihat sekilas otak manusia atau melihat apa yang berlaku kepada seseorang ketika sebahagian besar otak hilang. Pada masa yang lain, para saintis mesti mengkaji tikus untuk mengetahui lebih lanjut tentang otak mamalia dan kemudian melakukan beberapa tekaan tentang bagaimana penemuan itu berkaitan dengan otak kita sendiri.
Berikut adalah beberapa perkara menarik yang kita pelajari mengenai otak pada tahun 2018.
Satu jenis neuron baru
Tidak setiap hari para saintis menemui jenis sel yang benar-benar baru dalam otak manusia, terutama sekali yang tidak ditemui dalam subjek nonkuman kegemaran orang neurosains, tikus. "Neuron rosehip," yang dinamakan kerana penampilannya yang lembap, telah menafikan saintis sehingga tahun ini, sebahagiannya kerana ia sangat jarang berlaku.
Sel otak yang sukar difahami ini hanya membentuk kira-kira 10 peratus daripada lapisan pertama neocortex, salah satu bahagian otak yang paling baru dari segi evolusi (bermakna nenek moyang manusia yang jauh jauh tidak mempunyai struktur ini). Neocortex memainkan peranan dalam visi dan pendengaran. Penyelidik masih belum mengetahui apa neuron rosehip, tetapi mereka mendapati bahawa ia menyambung kepada neuron lain yang dipanggil sel piramida, sejenis neuron excitatory, dan meletakkan brek pada mereka.
U.D., pesakit neurosains
Seorang lelaki, yang dikenali dalam kesusasteraan perubatan sebagai "U.D." mempunyai satu pertiga daripada hemisfera kanan otaknya dikeluarkan empat tahun lalu untuk mengurangkan kejang melemahkannya. Bahagian otak yang dikeluarkan termasuk bahagian kanan lobus oksipital (pusat pemprosesan penglihatan otak) dan sebahagian besar lobus temporalnya yang tepat, pusat pemprosesan bunyi otak. Sekarang umur 11, U.D. tidak dapat melihat sebelah kiri dunia, tetapi ia berfungsi sama saja dengan orang lain dalam usianya dalam pemprograman dan pemprosesan penglihatan, walaupun tanpa bagian utama otak.
Itu kerana kedua-dua belah proses otak kebanyakan aspek penglihatan. Tetapi haknya dominan dalam mengesan wajah, manakala kiri adalah dominan dalam memproses kata-kata, menurut kajian kes yang ditulis tentang U.D.
Kajian itu mempamerkan kepekaan otak; jika tiada pemprosesan visi kanan U.D., pusat kiri melangkah masuk untuk mengimbangi. Malah, para penyelidik mendapati bahawa bahagian kiri otak UD mengesan wajah serta hak yang ada.
Otak mungkin mengandungi bakteria
Otak kita mungkin penuh dengan bakteria. Tetapi jangan risau - ia tidak kelihatan seperti mereka menyebabkan sebarang bahaya.
Sebelum ini, saintis berpendapat bahawa otak adalah persekitaran bebas bakteria dan kehadiran mikrob adalah tanda penyakit. Tetapi penemuan awal dari kajian yang dibentangkan pada tahun ini di Persatuan Tahunan Pertubuhan Sains Neurosains yang besar mendapati bahawa otak kita sebenarnya boleh membiak bakteria yang tidak berbahaya.
Para penyelidik dalam kajian itu telah mengkaji 34 otak postmortem, mencari perbezaan antara mereka yang mempunyai skizofrenia dan mereka yang tanpa syarat. Walau bagaimanapun, para penyelidik terus berlaku pada objek berbentuk batang dalam imej mereka, dan bentuk ini ternyata menjadi bakteria.
Mikroorganisma seolah-olah tinggal di beberapa tempat di otak lebih daripada yang lain; kawasan tersebut termasuk hippocampus, korteks prefrontal dan substantia nigra. Mikrob juga terdapat di dalam sel-sel otak yang dipanggil astrocytes yang berhampiran penghalang darah-otak, "dinding sempit" yang melindungi otak.
Penemuan ini belum diterbitkan dalam jurnal yang dikaji semula, dan lebih banyak penyelidikan diperlukan untuk mengesahkan penemuan, kata para ahli sains.
Otak adalah magnet
Otak kita adalah magnet. Atau, sekurang-kurangnya, otak mengandungi zarah yang boleh menjadi magnet. Tetapi saintis tidak benar-benar tahu mengapa zarah-zarah ini berada di otak atau di mana ia berasal. Sesetengah penyelidik percaya bahawa zarah-zarah magnetis ini berfungsi dengan tujuan biologi, sementara yang lain mengatakan zarah-zarah itu masuk ke dalam otak kerana pencemaran alam sekitar.
Tahun ini, saintis memetakan di mana zarah-zarah ini terletak di dalam otak. Hasil kajian mereka, kata para penyelidik, memberikan bukti bahawa zarah itu ada untuk alasan. Itu kerana dalam semua otak para saintis diperiksa - dari tujuh orang yang meninggal pada awal tahun 1990an antara umur 54 hingga 87 - zarah magnet selalu tertumpu di kawasan yang sama. Penyiasat juga mendapati kebanyakan bahagian otak mengandungi magnet kecil ini.
Banyak otak haiwan juga mempunyai zarah magnet, dan ada beberapa cadangan bahawa haiwan menggunakan zarah-zarah ini untuk menavigasi. Lebih-lebih lagi, sejenis bakteria yang dipanggil bakteri magnetotaktik menggunakan zarah untuk mengorientasikan diri mereka dalam ruang.
Virus yang bertanggungjawab untuk kesedaran manusia?
Virus kuno telah lama dijangkiti, dan penceroboh ini meninggalkan kod genetiknya dalam DNA kita. Pada tahun ini, para penyelidik mendapati bahawa coretan DNA virus kuno memainkan peranan penting dalam komunikasi di kalangan sel-sel otak yang diperlukan untuk pemikiran pesanan yang lebih tinggi.
Ia tidak biasa bagi manusia untuk membawa sekitar coretan kod genetik virus; sekitar 40 peratus hingga 80 peratus daripada genom manusia terdiri daripada gen yang ditinggalkan oleh virus.
Dalam kajian tahun ini, para penyelidik mendapati bahawa gen virus yang dipanggil Arc membungkus maklumat genetik lain dan menghantarnya dari satu sel syaraf ke seterusnya. Gen ini juga membantu sel-sel mengatur semula selari dengan masa. Lebih-lebih lagi, masalah dengan arka Arc cenderung berlaku pada orang yang mempunyai autisme atau gangguan saraf yang lain.
Penyelidik kini berharap untuk mengetahui mekanisme tepat yang mana gen arka masuk ke dalam genom kita dan apa sebenarnya ia memberitahu sel-sel otak kita.
Sel muda dalam otak lama atau nah?
Tubuh kita terus membuang sel lama dan membuat yang baru. Tetapi selama beberapa dekad, saintis percaya bahawa perolehan sel ini tidak berlaku pada otak penuaan. Walau bagaimanapun, dalam tahun-tahun kebelakangan ini, kajian yang dilakukan pada tikus - dan beberapa kajian awal yang dilakukan pada manusia - telah menimbulkan persoalan mengenai tanggapan ini.
Tahun ini, kertas menyediakan apa yang menjadi bukti pertama yang kuat bahawa otak yang lebih tua membuat sel-sel baru. Para penyelidik mengkaji 28 postmortem, otak nondiseased dari orang yang berumur 14 hingga 79 ketika mereka meninggal dunia. Para saintis menghirup hippocampus setiap otak, kawasan otak yang penting untuk pembelajaran dan ingatan, kemudian menghitung bilangan sel muda yang belum matang sepenuhnya. Para penyelidik mendapati bahawa otak yang lebih tua mempunyai banyak sel baru seperti otak yang lebih muda tetapi otak yang lebih tua membuat saluran darah baru dan sambungan di antara sel-sel otak.
Untuk merumitkan perkara, bagaimanapun, kajian yang berbeza, diterbitkan sebulan sebelum ini, mendapati yang sebaliknya, menyimpulkan bahawa otak dewasa tidak membuat sel-sel baru di hippocampus. Perselisihan itu mungkin disebabkan oleh cara otak terpelihara dalam dua kajian dan jenis otak yang diperiksa. Kajian terdahulu memandang otak dengan keadaan kesihatan yang berlainan, sementara kajian kemudian memandang hanya otak nondiseased. Mereka juga boleh menggunakan teknik pemeliharaan yang berbeza yang boleh menjejaskan sel.)
Otak anda pada tekanan
Berita buruk: Tekanan mungkin mengecilkan otak. Itu menurut kajian yang diterbitkan pada bulan Oktober tahun ini.
Dalam kajian itu, para penyelidik melihat lebih daripada 2,000 orang yang sihat, pertengahan umur dan mendapati bahawa mereka yang mempunyai tahap hormon stres cortisol yang lebih tinggi mempunyai jumlah otak yang sedikit lebih kecil daripada orang yang mempunyai jumlah hormon normal. Orang yang mempunyai tahap kortisol yang lebih tinggi juga melakukan lebih buruk pada ujian ingatan daripada orang yang mempunyai hormon normal. Kedua-dua penemuan, harus diperhatikan, adalah persatuan antara tekanan dan otak dan bukan penemuan kesan.
Tekanan adalah normal untuk badan: Semasa tekanan, tahap kortisol meningkat bersama dengan hormon lain, adrenalin. Hormon ini berfungsi bersama-sama untuk membuang tubuh anda menjadi tindak balas perjuangan atau penerbangan. Tetapi apabila bahagian stres berakhir, tahap kortisol perlu dikurangkan. Namun, mereka tidak selalu melakukan ini. Sesetengah orang, terutamanya dalam kehidupan moden ini, boleh menaikkan tahap kortisol untuk tempoh masa yang lama. Mengurangkan tekanan - seperti tidur yang lebih baik, bersenam, terlibat dalam teknik relaksasi dan mengambil ubat mengurangkan kortisol - boleh mempunyai pelbagai faedah, kata para penyelidik.
Adakah otak anda membolehkan anda mendengar jejak langkah anda sendiri?
Klik, klik, klik: Anda mungkin mempunyai otak anda untuk berterima kasih kerana membiarkan anda daripada mendengar setiap langkah yang anda ambil. Satu kajian yang dilakukan pada tikus tahun ini mendapati bahawa otak tikus telah membatalkan bunyi jejak kaki sendiri. Ini membenarkan makhluk-makhluk untuk mendengar bunyi-bunyi lain di sekitarnya, seperti suara pemangsa.
Para penyelidik mendapati bahawa otak tetikus membina penapis bunyi kerana otak mendapat aklimat kepada bunyi tertentu. Ia dilakukan oleh sel gandingan dalam korteks motor, kawasan otak yang terlibat dengan pergerakan, ke korteks pendengaran, kawasan yang terlibat dengan bunyi. Selalunya, sel-sel otak dalam isyarat api korteks motor untuk menghalang sel-sel otak dalam korteks auditori daripada menembak isyarat mereka sendiri - pada asasnya meredakan korteks pendengaran.
Dan walaupun kajian itu dilakukan pada tikus, saintis berpendapat bahawa hasilnya juga dapat diterapkan pada manusia. Itu kerana kita mempunyai sistem yang sama di tempat yang sudah ada. Sebagai contoh, otak skaters 'figure belajar pergerakan apa yang diharapkan, dan neuron yang menghalangi membatalkan refleks yang akan menghalang atlet ini daripada berputar dan melakukan twirls gila mereka.
Ubat psychedelic boleh mengubah struktur sel otak
Dadah psychedelic secara fizikal boleh mengubah struktur sel-sel otak, menurut satu kajian baru. Penyelidikan ini dijalankan ke atas sel-sel otak dalam hidangan makmal dan haiwan, tetapi jika penemuan ini berlaku untuk manusia, hasilnya mungkin bermakna bahawa ubat-ubatan ini dapat membantu orang-orang yang mengalami gangguan mood tertentu.
Itu kerana pada orang yang mengalami kemurungan, kegelisahan atau gangguan mood yang lain, neuron dalam korteks prefrontal, sebahagian dari otak yang penting untuk mengawal emosi, cenderung untuk berkurang. Dan cabang mereka - yang mana neuron digunakan untuk bercakap dengan neuron lain - cenderung untuk menarik balik. Tetapi apabila para saintis menambah dadah psychedelic termasuk LSD dan MDMA untuk hidangan petri dengan neuron tikus, mereka mendapati bahawa bilangan sambungan dan cabang dalam sel-sel saraf meningkat.
Otak kedua dalam usus?
Berjuta-juta sel otak hidup dalam usus besar, dan kerana sel-sel ini berfungsi tanpa arahan dari otak atau tulang belakang, ahli sains kadang-kadang merujuk kepada massa mereka sebagai "otak kedua." Tetapi jisim ini juga mempunyai nama saintifik: sistem saraf enterik. Dan satu kajian baru, dilakukan pada tikus, menunjukkan bahawa sistem itu cukup pintar; ia boleh menyerang neuron disegerakkan untuk merangsang otot dan menyelaraskan aktiviti mereka supaya ia dapat melakukan perkara-perkara seperti feses bergerak keluar dari badan.
Otak sebenar (yang di kepala anda) juga boleh melakukan ini - menyegerakkan penembakan neuron - pada peringkat awal perkembangan otak. Ini bermakna bahawa tindakan neuron dalam usus boleh menjadi "harta primordial" dari peringkat pertama evolusi otak kedua. Sesetengah saintis juga membuat hipotesis bahawa otak kedua berkembang sebelum yang pertama dan corak penembakan ini berasal dari otak berfungsi paling awal di dalam badan.
