Az agyad így jósolja a jövőbeni eseményeket
Az agy a minták alapján tanulja meg, hogyan lehet előre látni a jövőbeni eseményeket. Ezt a folyamatot hívják „előrejelző időzítésnek”, és ez lehetővé teszi számunkra, hogy sikeresen lépjünk kapcsolatba a körülöttünk lévő világgal. Hogyan működik?
Az előzetes időzítés részben az, ami lehetővé teszi számunkra, hogy a legmegfelelőbb döntéseket hozzuk egy nagyon dinamikus világban.
De mire támaszkodik ez a folyamat?
A Berkeley, a Kaliforniai Egyetem kutatói által készített új tanulmány elmagyarázza, hogy egy esemény bekövetkezése esetén az emberi agy két különálló rendszerre számít.
"Legyen szó sportról, zenéről, beszédről vagy akár a figyelem elosztásáról, tanulmányunk azt sugallja, hogy az időzítés nem egységes folyamat, hanem két különböző módon lehet időbeli jóslást végezni, és ezek az agy különböző részeitől függenek" - mondja vezető tanulmány szerzője, Assaf Breska, az idegtudományok posztdoktori kutatója.
"Együtt" - állítja Prof. Richard Ivry vezető tanulmány szerzője -, hogy ezek az agyi rendszerek lehetővé teszik számunkra, hogy ne csak a pillanatban létezzünk, hanem aktívan előre láthassuk a jövőt is.
Az egyik rendszer - a kutatók szerint - lehetővé teszi számunkra, hogy korábbi tapasztalataink alapján előre jelezzük a jövőbeni eseményeket, míg egy másik rendszer a ritmikus minták azonosításán alapul.
Hogyan működik ez a két rendszer? Különböző időpontokban „beindulnak”, attól függően, hogy milyen kontextusra kell reagálnunk?
Erre a kérdésre válaszolva a tanulmány szerzői úgy gondolják, hogy segíthet jobban megérteni az agy működését különböző neurodegeneratív körülmények között.
Ez viszont lehetővé tenné a szakemberek számára, hogy jobb stratégiákat találjanak ki az ilyen állapotban élő emberek ellátására.
Az „időzítéssel” megbízott agyi régiók
A legutóbbi tanulmányban - amelynek megállapításai most megjelennek a folyóiratban PNAS - a tudósok vagy Parkinson-kórban, vagy kisagyi degenerációban szenvedőkkel dolgoztak.
Mindkét állapotot koordinációs és egyensúlyi problémák jellemzik, bár úgy tűnik, hogy az agy különböző régióit érintik.
Míg a Parkinson-kór befolyásolja az idegpályákat a bazális ganglionokban, amely az agykéreg mélyén beágyazódott régió, a kisagy degenerációjában, a kisagy idegsejtjei fokozatosan elpusztulnak.
A kutatók összehasonlították azokat a módokat, ahogyan az egyes állapotokkal rendelkező emberek időbeli jeleket alkalmaztak a különböző tesztek megválaszolására.
A vizsgálatban résztvevők mindegyike reagált a számítógép négyzetén villogó színes négyzetek két különböző sorozatára. Az első gyakorlatban a színes négyzetek egyenletes, ütemes ütemben követték egymást.
A második gyakorlatban a színes négyzetek más mintát követtek el, és nem ugyanazt az állandó ritmust követték.
E tesztek során a kutatók megfigyelték, hogy a Parkinson-kórban szenvedő résztvevők általában jobban teljesítenek a komplex mintázatú gyakorlatban, míg a kisagyi degenerációban szenvedők jobban reagálnak a ritmikus szukcessziós tesztre.
"Megmutattuk, hogy a kisagyi degenerációban szenvedő betegek károsodnak a nem ritmikus temporális jelzések alkalmazásában, míg a Parkinson-kórhoz kapcsolódó bazális ganglion-degenerációban szenvedő betegek a ritmikus jelek használatában szenvednek" - mondja Prof. Ivry.
Ezek a megállapítások lehetővé tették a csapat számára, hogy azonosítsa, mely agyterületek melyik előrejelző időzítési rendszerhez kapcsolódnak. A szerzők arra a következtetésre jutottak, hogy a ritmikus időzítés megfelel a bazális ganglionoknak, míg az intervallum időzítése - a korábbi tapasztalatok emlékei alapján - a kisagynak felel meg.
Klinikai következmények
Fontos, hogy a kutatók hozzáteszik, ez megkérdőjelezi a korábbi elméleteket, amelyek azt sugallják, hogy az előrejelző időzítés egy monolitikus rendszer eredménye.
"Eredményeink legalább két különböző módon javasolják az agy fejlődését a jövő előrejelzése érdekében" - magyarázza Breska.
„A ritmusalapú rendszer érzékeny a világ olyan időszakos eseményeire, amelyek a beszédben és a zenében rejlenek. Az intervallumrendszer pedig általánosabb várakozási képességet biztosít, érzékeny az időbeli törvényszerűségekre, még ritmikus jel hiányában is. "
Assaf Breska
A szerzők hozzáteszik azt is, hogy a tanulmány azt sugallja, hogy ha e két rendszer egyike abbahagyja a megfelelő működést, akkor az agy valójában támaszkodhat a másikra az előzetes időzítés során. Ennek fontos következményei lehetnek arra nézve, hogy a szakemberek hogyan kezelik a Parkinson-kórban vagy a kisagyi degenerációban szenvedők ellátását.
„Vizsgálatunk nemcsak azokat a megelőző összefüggéseket határozza meg, amelyekben ezek a neurológiai betegek károsodtak, hanem azokat a kontextusokat is, amelyekben nincsenek nehézségeik, és azt sugallják, hogy módosíthatnánk környezetüket, hogy megkönnyítsék számukra a világgal való érintkezést a tüneteikkel szemben ”- jegyzi meg Breska.
A kutatók úgy vélik, hogy az embereknek az agy két „időzítő” rendszerének egyikében bekövetkező károsodásainak elhárításában segítséget nyújthatnak az agy edzésére tervezett alkalmazások és számítógépes játékok, valamint a mély agyi stimulációs technikák.
