Tunapokuwa katika usingizi mzito shughuli za ubongo wetu hupunguka na kutiririka katika mawimbi makubwa, dhahiri, kama kutazama wimbi la miili ya wanadamu ikiinuka na kukaa karibu na uwanja wa michezo. Ni ngumu kukosa.

Utafiti mpya na nyani hugundua kuwa mizunguko hiyo hiyo iko kwa kuamka kama katika usingizi, lakini na sehemu ndogo tu zimeketi na kusimama kwa umoja badala ya uwanja mzima. Ni kana kwamba sehemu ndogo za ubongo hulala usingizi na kuamka kila wakati.

Isitoshe, inaonekana kwamba wakati neuroni zimepanda baisikeli katika kazi zaidi, au "juu," hali wao ni bora kujibu ulimwengu. Neuroni pia hutumia wakati mwingi katika hali wakati wa kuzingatia kazi. Utaftaji huu unaonyesha michakato inayodhibiti shughuli za ubongo katika kulala inaweza pia kuwa na jukumu katika umakini.

"Uangalifu wa kuchagua ni sawa na kutengeneza sehemu ndogo za ubongo wako kuamka kidogo," anasema Tatiana Engel, mwenzake wa postdoctoral katika Chuo Kikuu cha Stanford na mwandishi mwenza wa utafiti huo, ambayo inaonekana katika Bilim. Mwanafunzi wa zamani wa kuhitimu Nicholas Steinmetz alikuwa mwandishi mwingine mwenza mwenza, ambaye alifanya majaribio ya ugonjwa wa neva katika maabara ya Tirin Moore, profesa wa neurobiolojia na mmoja wa waandishi wakuu.

Pini na neva

Kuelewa mizunguko hii mpya iliyogunduliwa inahitaji kujua kidogo juu ya jinsi ubongo ulivyopangwa. Ikiwa ungetia pini moja kwa moja kwenye ubongo, seli zote za ubongo unazopiga zingejibu aina zile zile za vitu. Katika safu moja wanaweza kuwa wote wakijibu vitu katika sehemu fulani ya uwanja wa kuona-kulia ya juu, kwa mfano.

Timu ilitumia kiasi gani cha seti za pini nyeti sana ambazo zinaweza kurekodi shughuli kutoka kwa safu ya neuroni kwenye ubongo. Hapo zamani, watu walikuwa wakijua kwamba neuroni za kibinafsi hupitia hatua za kuwa zaidi au chini ya kazi, lakini kwa uchunguzi huu waliona kwa mara ya kwanza kwamba neurons zote kwenye safu iliyopewa baiskeli pamoja kati ya kufyatua risasi haraka sana kisha kurusha polepole sana kiwango, sawa na mizunguko iliyoratibiwa katika usingizi.

"Wakati wa hali ya neva, neuroni zote zinaanza kufyatua risasi haraka," anasema Kwabena Boahen, profesa wa uhandisi biojini na uhandisi wa umeme na mwandishi mwandamizi wa jarida hilo. “Halafu ghafla hubadilisha tu kiwango kidogo cha kurusha. Kuzima na kuzima huku kunatokea kila wakati, kana kwamba niuroni zinapeperusha sarafu kuamua ikiwa itawasha au itazima. "

Mzunguko huo, ambao hufanyika kwa mpangilio wa sekunde au visehemu vya sekunde, haukuonekana wakati umeamka kwa sababu wimbi halienei zaidi ya safu hiyo, tofauti na wakati wa kulala wakati wimbi linaenea karibu na ubongo mzima na ni rahisi gundua.

Makini

Timu iligundua kuwa hali za juu na za chini za shughuli zinahusiana na uwezo wa kujibu ulimwengu. Kikundi kilikuwa na uchunguzi wao katika mkoa wa ubongo katika nyani ambao hugundua sehemu moja ya ulimwengu wa kuona. Nyani walikuwa wamefundishwa kuzingatia ishara inayoonyesha kwamba kitu katika sehemu fulani ya uwanja wa kuona-kulia juu, sema, au kushoto ya chini-kilikuwa karibu kubadilika kidogo. Nyani kisha walipata matibabu ikiwa waligundua kwa usahihi kwamba wangeona mabadiliko hayo.

Wakati timu ilipotoa ishara ambapo mabadiliko yanaweza kutokea, neurons ndani ya safu ambayo inahisi kwamba sehemu ya ulimwengu wote walianza kutumia muda mwingi katika hali ya kazi. Kwa asili, wote waliendelea kuruka kati ya majimbo kwa pamoja, lakini walitumia wakati mwingi katika hali ya kazi ikiwa walikuwa wakizingatia. Ikiwa mabadiliko ya kichocheo yalikuja wakati seli zilikuwa katika hali ya kazi zaidi, nyani pia alikuwa na uwezekano mkubwa wa kutambua kwa usahihi mabadiliko hayo.

"Tumbili ni mzuri sana kugundua mabadiliko ya kichocheo wakati neuroni kwenye safu hiyo ziko kwenye hali lakini sio hali ya nje," Engel anasema. Hata wakati nyani alijua kuzingatia eneo fulani, ikiwa neuroni zilizopigwa kwa shughuli za chini hali nyani mara nyingi alikosa mabadiliko ya kichocheo.

Engel alisema ugunduzi huu ni jambo ambalo linaweza kufahamika kwa watu wengi. Wakati mwingine unafikiria unazingatia, alisema, lakini bado utakosa vitu.

Wanasayansi hao walisema matokeo hayo pia yanahusiana na kazi ya hapo awali, ambayo iligundua kuwa wanyama zaidi wa macho na wanadamu huwa na wanafunzi ambao wamepanuka zaidi. Katika kazi ya sasa, wakati seli za ubongo zilipokuwa zinatumia muda mwingi katika hali ya kazi wanafunzi wa nyani pia waliongezeka zaidi. Matokeo yanaonyesha mwingiliano kati ya oscillation ya synchronous kwenye ubongo, umakini kwa kazi, na ishara za nje za tahadhari.

"Inaonekana kwamba mifumo inayochochea umakini na kuamka inategemeana kabisa," Moore anasema.

Je! Hii inaokoa nishati?

Swali linalotokana na kazi hii ni kwanini mzunguko wa neuroni katika hali ya shughuli za chini tunapoamka. Kwa nini usikae tu katika hali ya kufanya kazi wakati wote ikiwa kesi wakati tiger ya meno ya saber inashambulia?

Jibu moja linaweza kuhusiana na nishati. "Kuna gharama ya kimetaboliki inayohusishwa na kurusha neuroni wakati wote," Boahen anasema. Ubongo hutumia nguvu nyingi na labda kutoa seli nafasi ya kufanya nguvu sawa ya kukaa chini inaruhusu ubongo kuokoa nguvu.

Pia, neuroni zinapofanya kazi sana hutengeneza bidhaa za rununu ambazo zinaweza kuharibu seli. Engel alisema kuwa majimbo ya shughuli za chini yanaweza kuruhusu wakati wa kuondoa taka hii ya neva.

"Jarida hili linaonyesha mahali pa kutafuta majibu haya," Engel anasema.

kuhusu Waandishi

Waandishi wengine ni pamoja na wenzao kutoka Chuo Kikuu cha Newcastle. Ufadhili ulitoka kwa NIH, Stanford NeuroVentures, HHMI, MRC, na Wellcome Trust.

chanzo: Chuo Kikuu cha Stanford

Vitabu kuhusiana:

at InnerSelf Market na Amazon