• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Badania pokazują, jak rytmy mózgu wpływają na proces uczenia się

    01.07.2011. 18:17
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Nowe badania przeprowadzone w Niemczech i USA wskazują, że im szybciej się poruszasz, tym silniejsze stają się rytmy mózgu powiązane z procesem uczenia się. Odkrycia, opublikowane w czasopiśmie Public Library of Science (PLoS) ONE, pomogą pogłębić wiedzę naukowców o tym, jak funkcje mózgu odgrywają zasadniczą rolę w uczeniu i poruszaniu się człowieka.

    Naukowcy, pracujący pod kierunkiem profesora Mayanka Mehta z Instytutu Badań nad Mózgiem Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles (UCLA) w USA, odkryli że sygnał elektryczny mózgu zwany rytmem gamma, który jest wytwarzany w hipokampie, odgrywa kluczową rolę w uczeniu się i zapamiętywaniu podczas uczenia się i koncentracji. Aby uzyskać takie wyniki, zastosowali mikroprzewody 20 razy cieńsze od ludzkiego włosa i każdego dnia gromadzili niemal 100 gigabajtów danych.

    Im większa prędkość, tym silniejszy staje się również rytm gamma. "Wiadomo, że rytm gamma jest kontrolowany przez uwagę i uczenie się, ale my odkryliśmy, że jest również sterowany przez tempo biegu" - wyjaśnia profesor Mehta, naczelny autor raportu z badań. "Te badania wskazują na interesujące powiązanie między światem uczenia się a światem prędkości."

    Według profesora Mehty hipokamp potrafi szybko i tymczasowo rejestrować fakty i zdarzenia. Te nietrwałe wspomnienia są następnie przechowywane w innych obszarach mózgu, podczas snu. Dlatego też uszkodzenie hipokampu komplikuje proces uczenia się nowych rzeczy.

    Naukowcy są przekonani, że pogłębienie naszej wiedzy na temat tego, jak mózg się uczy może przełożyć się na opracowanie nowych metod leczenia schorzeń neurologicznych, w tym epilepsji czy choroby Alzheimera.

    "Rozszyfrowanie języka mózgu jest jednym z największych wyzwań, przed jakimi staje człowiek" - twierdzą naukowcy z UCLA. "Jeżeli nauczymy się interpretować te oscylacje mózgu, to możliwe staną się skuteczne interwencje w różnych przypadkach - od zaburzeń uczenia się po stres pourazowy - a być może nawet łagodzenie skutków postępującego z wiekiem ograniczania zdolności poznawczych."

    Dodaje, że w mózgu znajdują się miliardy neuronów, które są odpowiedzialne za przekazywanie sygnałów elektrycznych i chemicznych. Komórki nerwowe w hipokampie kodują informacje na temat położenia w przestrzeni za pomocą krótkich i ostrych impulsów, "które stanowią sylaby ich języka".

    Naczelny autor Zhiping Chen z UCLA mówi: "Mózg można by porównać do wielkiej orkiestry. Rytm gamma to nieprzerwana partia skrzypiec, podkreślana krótkimi impulsami neuronalnymi, podobnymi do uderzeń bębna."

    Sygnały mózgowe to efekt wielorakich rytmów i krótkich impulsów neuronalnych połączonych razem i pochodzących z różnych regionów mózgu. Naukowcy muszą teraz połączyć te dane, aby odkryć język mózgu i powiązać go z zachowaniem.

    "Prawa biofizyczne rządzące pojedynczym neuronem zostały dosyć dobrze poznane" - zauważa profesor Mehta. "Nadal jednak nie wiemy, jak te miliardy neuronów wchodzą ze sobą w interakcje i tworzą myśl."

    Profesor Mehta wraz z kolegami będzie badać powiązanie między psychologią a neurologią. Jak mówi Chen, absolwent z grupy Mehty: "Badanie, w jaki sposób poszczególne komórki mózgu wchodzą w interakcje może wyjaśnić proces powstawania świadomości. Hipokamp ma decydujące znaczenie dla poruszania się. Komórki hipokampu kodują informacje na temat położenia, ale by się poruszać nie wystarczy znajomość miejsca, w którym się znajdujemy - potrzebna jest również informacja na temat prędkości. Stwierdziliśmy, że musi istnieć odrębny sygnał mózgowy kodujący informacje na temat prędkości."

    Wkład w badania wnieśli eksperci z Instytutu Badań Medycznych im. Maxa Plancka w Heidelbergu, Niemcy.

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Hipokamp (łac. hippocampus, dawna nazwa: Róg Amona Cornu Ammonis) – element układu limbicznego odpowiedzialny głównie za pamięć; nieduża struktura umieszczona w płacie skroniowym kory mózgowej kresomózgowia. Hipokamp odgrywa ważną rolę w przenoszeniu (konsolidacji) informacji z pamięci krótkotrwałej do pamięci długotrwałej oraz orientacji przestrzennej. Stwierdzono doświadczalnie, że uszkodzenie hipokampu w znacznym stopniu upośledza u zwierząt zdolności uczenia się. Człowiek i inne ssaki posiadają dwa hipokampy, po jednym na każdą połowę mózgu. Głęboka stymulacja mózgu (ang. deep brain stimulation - DBS) – chirurgiczna metoda leczenia, polegająca na implantacji urządzenia zwanego rozrusznikiem mózgu, które wysyła impulsy elektryczne do określonej części mózgu. Hipnopedia - uczenie się w czasie snu; sposób uczenia się oparty na założeniu, że w początkowej fazie snu mózg ludzki jest w stanie odbierać sygnały i magazynować werbalne informacje, które z kolei w ciągu dnia mogą być przedmiotem ponownego uczenia się i szybszego utrwalania. Nocne "lekcje" eksponuje się wiec w okresie od zaśnięcia do zapadnięcia w głęboki sen i przed obudzeniem się, tj.: w okresach "płytkiego" snu. Badania nad hipnopedią znajdują się dopiero w stadium pocztowym.

    Niedokrwienie mózgu (ang. cerebral ischaemia, łac. ischaemia cerebri) – zaburzenie krążenia krwi w mózgu, spowodowane zakrzepem, skurczem lub uszkodzeniem ściany w określonej tętnicy doprowadzającej krew do mózgu, zatorem takiej tętnicy (najczęstsze są zatory sercowopochodne - materiał zatorowy np. skrzeplina pochodzi z jam serca lub tętniczo-tętnicze - materiałem zatorowym jest skrzeplina przyścienna w tętnicy). Niedokrwienie mózgu może dawać objawy przemijające i jeśli wycofują się one w ciągu 24 godzin, to określamy je jako przejściowe niedokrwienie mózgu czyli TIA, może też spowodować uszkodzenie trwałe i wtedy jest ono określane jako udar mózgu niedokrwienny. PACI (ang. partial anterior circulation infarct) – częściowy zawał mózgu obejmujący zakres unaczynienia tętnicy przedniej lub środkowej mózgu. Jest to rodzaj zawału mózgu związany z częściową niedrożnością jednej z tętnic krążenia przedniego mózgu (obejmującego tętnicę środkową i tętnicę przednią).

    Neurotrening – trening neurologiczny, terapia medyczna prowadzona przy użyciu specjalistycznygo sprzętu komputerowgo z bardzo czułą głowicą zakończoną elektrodami mierzącymi fale mózgowe(delta, theta, alfa, smr, beta1, beta2 i gamma). Inne nazwy to: neurofeedback, eeg biofeedback, biofeedback eeg, mindfeedback, brainfeedack, cerebrofeedback, neurologiczne biologiczne sprzeżenie zwrotne, neuroterapia, rehabilitacja mózgu, trening mózgu. Elektroencefalograf – urządzenie wykorzystywane w elektroencefalografii (EEG); rejestruje zespół słabych sygnałów elektrycznych zapisanych jednocześnie w różnych punktach skóry głowy. Sygnały te wyrażają rytmy i fazy zwane także falami mózgowymi. Są to drgania elektryczne w miarę regularne o częstotliwości, która nie przekracza 0,5–35 Hz. Informują one o rozmieszczeniu źródeł fal elektromagnetycznych wewnątrz mózgu. Zależności między wykresami pozwalają scharakteryzować fale mózgowe, a interpretację wykorzystać do celów diagnostycznych przez porównanie aktywności mózgu normalnej z patologiczną.

    Implant mózgowy (ang. brain implant) - urządzenie techniczne łączące się bezpośrednio z mózgiem ludzkim lub zwierzęcym zwykle umieszczone na powierzchni mózgu lub podłączone do kory mózgowej (implantowane elektrody domózgowe). Obecnie badania neurobiologów i inżynierów biomedycznych koncentrują się na zbudowaniu takich implantów mózgowych, które byłyby zdolne zastąpić obszary mózgu uszkodzone po udarze lub urazie mózgowym. Obejmuje to także zastąpienie czynności uszkodzonych układów czuciowych, np. wzrokowego (proteza wzroku). Inne implanty mózgowe są wykorzystywane w doświadczeniach na zwierzętach w celu bezpośredniej rejestracji czynności elektrycznej mózgu dla celów naukowych. Niektóre implanty mózgowe umożliwiają stworzenie interfejsu pomiędzy układem nerwowym i układem scalonym komputera, co jest częścią szerszych badań nad interfejsami mózg-komputer. Śmierć mózgu – definicja śmierci utożsamiająca śmierć człowieka jako całości z nieodwracalnym ustaniem funkcji mózgu. Obecnie przyjęta w Polsce definicja śmierci jako śmierci całego mózgu obowiązuje od 2007 roku. Rozpoznanie śmierci mózgu pozwala na zaprzestanie dalszego, niecelowego leczenia oraz na pobranie ze zwłok narządów do celów transplantacyjnych.

    Wstrząśnienie mózgu – zaburzenie czynności pnia mózgu, będące wynikiem urazu lub zniesienia czynności komórek zwojowych mózgu bez znaczących zmian anatomicznych.

    Tętnica przednia mózgu (łac. arteria cerebri anterior) – jedna z dwóch gałęzi końcowych tętnicy szyjnej wewnętrznej. Biegnie nad nerwem wzrokowym, a następnie w szczelinie podłużnej mózgu równolegle do tętnicy przedniej mózgu strony przeciwnej. W dalszym przebiegu obie tętnice przednie mózgu: prawa i lewa przewijają się wokół ciała modzelowatego i biegną ku tyłowi wzdłuż jego górnej powierzchni. Od tętnicy przedniej mózgu odchodzą:

    Ciało modzelowate, spoidło wielkie mózgu (łac. corpus callosum) – część mózgowia, najsilniej rozwinięte spoidło mózgu. Jest to pasmo istoty białej łączące dwie półkule mózgu. Położone jest na dnie szczeliny podłużnej mózgu. Neurogeneza postnatalna – proces tworzenia neuronów po narodzeniu. Nowe neurony powstają nadal w opuszce węchowej i hipokampie. Są podejrzenia, że zachodzi również w innych częściach mózgu. U ssaków proliferacja komórek macierzystych neuronów utrzymuje się w:

    Nuroobrazowanie – metody umożliwiające obrazowanie struktury i funkcji mózgu. Metody neuroobrazowania pozwalają na obserwację czynności mózgu podczas przeprowadzania wybranych procesów, np. odliczania co 3, zapamiętywania twarzy, poruszania palcem wskazującym, czytania słów, itd. Neuroobrazowanie umożliwia lokalizację obszarów funkcjonalnych mózgu, odpowiednich dla danych procesów. Istotną sprawą jest to, aby w eksperymencie z wykorzystaniem neuroobrazownia dobrać odpowiednio warunek kontrolny dla wybranego warunku eksperymentalnego (zadania wykonywanego przez osobę badaną). Do badań tego typu można stosować funkcjonalny magnetyczny rezonans jądrowy.

    Dodano: 01.07.2011. 18:17  


    Najnowsze