Οι επιστήμονες εντόπισαν μια ομάδα νευρώνων που βρίσκεται σε μια αρχαία περιοχή του εγκεφάλου που παίζει σημαντικό ρόλο στο να βοηθήσει τα ζώα να εστιάσουν. Αυτά τα κύτταρα φαίνεται να βελτιώνουν την προσοχή φιλτράροντας τους περισπασμούς και κατευθύνοντας τον εγκέφαλο στις πιο σημαντικές πληροφορίες.
Μια ανακάλυψη σε ποντίκια από ερευνητές του Πανεπιστημίου Johns Hopkins δείχνει ένα εγκεφαλικό σύστημα που μοιράζονται όλα τα σπονδυλωτά, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων. Τα ευρήματα θα μπορούσαν τελικά να βοηθήσουν τους ερευνητές να αναπτύξουν πιο συγκεκριμένες θεραπείες για διαταραχές που σχετίζονται με την προσοχή.
“Ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα της ΔΕΠΥ είναι ότι ακόμη και οι ασυνείδητοι αποσπούν την προσοχή — και αυτό ακριβώς βλέπουμε εδώ όταν φιμώνουμε αυτούς τους νευρώνες”, δήλωσε ο ανώτερος συγγραφέας Srish Mysore, ένας νευροεπιστήμονας που μελετά τα νευρικά κυκλώματα που συνδέονται με τη συμπεριφορά. «Αλλά την επόμενη μέρα, όταν οι νευρώνες ενεργοποιηθούν ξανά, το ίδιο ζώο μπορεί και πάλι να αγνοήσει τον παράγοντα που αποσπά την προσοχή, ακόμη και έναν πολύ ισχυρό».
Η ομοσπονδιακά χρηματοδοτούμενη μελέτη δημοσιεύθηκε πρόσφατα Επικοινωνία με τη φύση και επιλέχθηκε ως κύριο εκδοτικό στοιχείο.
Αρχαίες περιοχές του εγκεφάλου που σχετίζονται με την προσοχή
Οι άνθρωποι και άλλα ζώα ταξινομούν διαρκώς μέσω ανταγωνιστικών πληροφοριών, εστιάζοντας στα πιο σημαντικά, αγνοώντας λιγότερο σημαντικά στοιχεία. Αυτή η ικανότητα, γνωστή ως επιλεκτική χωρική προσοχή, επιτρέπει στους ανθρώπους να παρακολουθούν μια συνομιλία σε ένα θορυβώδες δωμάτιο ή να δουν έναν φίλο σε ένα πολυσύχναστο μέρος. Οι δυσκολίες σε αυτή τη διαδικασία συνδέονται με καταστάσεις όπως ο αυτισμός και η διαταραχή ελλειμματικής προσοχής/υπερκινητικότητας (ADHD).
Για πολλά χρόνια, οι επιστήμονες πίστευαν ότι η προσοχή ελέγχεται κυρίως από τον προμετωπιαίο φλοιό, μια περιοχή του εγκεφάλου που είναι ιδιαίτερα ανεπτυγμένη στους ανθρώπους και σε άλλα πρωτεύοντα θηλαστικά. Ωστόσο, αυτή η εξήγηση δεν απαντά σε ένα σημαντικό ερώτημα. Πολλά ζώα μπορούν να εστιάσουν την προσοχή τους παρά το γεγονός ότι τους λείπει ένας εξαιρετικά ανεπτυγμένος προμετωπιαίος φλοιός.
“Αν πραγματικά πάμε πίσω στην εξέλιξη, εδώ και εκατομμύρια χρόνια, τα πουλιά είχαν αυτή την ικανότητα, τα ψάρια είχαν αυτήν την ικανότητα. Και συνήθως δεν έχουν πολύ ανεπτυγμένο προμετωπιαίο φλοιό, πώς λύνει ο εγκέφαλος αυτό το πρόβλημα;” είπε ο επικεφαλής συγγραφέας Ninad Kothari, μεταδιδακτορικός υπότροφος στο Τμήμα Ψυχολογίας και Επιστημών του Εγκεφάλου του πανεπιστημίου. «Καταφέραμε να εντοπίσουμε μια εξελικτικά παλιά περιοχή στον εγκέφαλο που φέρει αυτή την ικανότητα».
Οι νευρώνες του εγκεφαλικού στελέχους λειτουργούν ως φίλτρο εστίασης
Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι η προσοχή στα ποντίκια ελέγχεται από ένα δίκτυο ανασταλτικών νευρώνων που βρίσκεται στο εγκεφαλικό στέλεχος. Αυτοί οι νευρώνες υπάρχουν σε είδη σπονδυλωτών, συμπεριλαμβανομένων των πτηνών και των ψαριών. Η απόφαση να διερευνηθούν αυτά τα κύτταρα σε ποντίκια προέκυψε από προηγούμενη εργασία του Mysore και άλλων ερευνητών που μελετούσαν τα πουλιά, τους βατράχους και τις χελώνες.
Για να ελέγξει τον ρόλο των νευρώνων, η ομάδα σχεδίασε μια εργασία προσοχής παρόμοια με αυτή που χρησιμοποιείται σε ανθρώπινες μελέτες. Οι αρουραίοι είδαν οπτικές ενδείξεις σε μια οθόνη και ανταμείφθηκαν όταν ανταποκρίθηκαν σωστά στις πληροφορίες που εμφανίζονταν ακριβώς μπροστά τους και αγνόησαν τα αποσπαστικά στοιχεία που εμφανίζονταν στο πλάι.
Τα ποντίκια εκτέλεσαν με επιτυχία την εργασία έως ότου οι ερευνητές έκλεισαν προσωρινά τους νευρώνες του εγκεφαλικού στελέχους.
«Όταν απενεργοποιούμε αυτούς τους νευρώνες, τα ποντίκια γίνονται υπερπαράλληλα», είπε ο Kothari.
Η διαταραχή αυξάνεται όταν ο νευρώνας είναι απενεργοποιημένος
Οι επιστήμονες διεξήγαγαν πρόσθετες δοκιμές για να προσδιορίσουν εάν τα ποντίκια απέτυχαν λόγω προβλημάτων όρασης ή δυσκολιών στην κίνηση. Αυτές οι πιθανότητες απορρίφθηκαν.
Αντίθετα, τα πειράματα έδειξαν ότι τα ζώα έχασαν συγκεκριμένα την ικανότητα να αξιολογούν τις ανταγωνιστικές πληροφορίες και να επικεντρώνονται στα πιο σχετικά στοιχεία.
«Το μόνο εμπόδιο ήταν η ικανότητά τους να λαμβάνουν ανταγωνιστικές πληροφορίες, να τις συγκρίνουν και να επικεντρώνονται στην τοποθεσία με τις πιο σημαντικές πληροφορίες», είπε ο Mysore. “Αυτό το μέρος του εγκεφάλου είναι σαν μια μηχανή επιλογής προσοχής. Βοηθά στην επίλυση της ερώτησης: “Ποιες είναι οι πιο σημαντικές πληροφορίες στις οποίες πρέπει να εστιάσω αυτήν τη στιγμή;”
Πιθανές επιπτώσεις για τη ΔΕΠΥ και τον αυτισμό
Οι ερευνητές θέλουν τώρα να κατανοήσουν καλύτερα πώς αυτοί οι νευρώνες επηρεάζουν τη χωρική προσοχή στα είδη σπονδυλωτών και αν λειτουργούν παρόμοια στους ανθρώπους.
“Όλα τα στοιχεία μέχρι σήμερα δείχνουν ότι αυτοί οι νευρώνες υπάρχουν και στους ανθρώπους”, λέει ο Mysore “Αλλά είναι υπεύθυνοι για την επιλεκτική χωρική προσοχή στους ανθρώπους; Μια δελεαστική υπόθεση είναι ότι παίζουν σημαντικό ρόλο.”
Μελλοντικές μελέτες μπορεί να εξετάσουν τη δραστηριότητα αυτών των νευρώνων σε άτομα με ΔΕΠΥ και αυτισμό. Εάν οι ερευνητές διαπιστώσουν ότι τα κύτταρα λειτουργούν διαφορετικά κάτω από αυτές τις συνθήκες, η ανακάλυψη θα μπορούσε να βοηθήσει στην ανάπτυξη πιο στοχευμένων φαρμάκων και θεραπειών.
Οι συγγραφείς της μελέτης περιλαμβάνουν τους Arunima Banerjee, Qingcheng (Jessica) Zhang και Wen-Kai Yu του Πανεπιστημίου Johns Hopkins.