• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Mózg ludzki obrazuje przestrzeń za pomocą siatki

    28.01.2010. 18:12
    opublikowane przez: Maksymilian Gajda

    Naukowcy, których prace są częściowo finansowane ze środków unijnych, po raz pierwszy zidentyfikowali szczególny typ komórki, która działa w ludzkim mózgu jak przestrzenna mapa. Odkrycie opisane w czasopiśmie Nature może pomóc w wyjaśnieniu, jak ludzie tworzą wewnętrzne mapy nowego otoczenia.

    Do zidentyfikowania tych komórek zespół badawczy z University College w Londynie, Wlk. Brytania, wykorzystał technikę obrazowania mózgu w połączeniu z technikami wirtualnej rzeczywistości. Tak zwane komórki siatkowe to wyspecjalizowane neurony, które - jak się podejrzewa - biorą udział w tworzeniu pamięci przestrzennej. Odkryto je już wcześniej w mózgach gryzoni, ale ich obecność w organizmie człowieka nie została wcześniej udokumentowana.

    "To tak jak gdyby komórki siatkowe budowały kognitywną mapę przestrzeni. W sumie komórki te bardzo przypominają równoleżniki i południki znane nam z normalnych map z tą różnicą, że zamiast siatki z kwadratów mózg zdaje się używać trójkątów" - mówi dr Caswell Barry, jeden z autorów badań.

    Badania były częściowo wspierane ze środków projektu SPACEBRAIN (Kodowanie przestrzeni w hipokampo-węchomózgowych zespołach neuronowych) finansowanego z tematu "Zdrowie" Siódmego Programu Ramowego (7PR). Celem projektu jest wyjaśnienie, jak złożone funkcje mentalne powstają z elektrycznych i chemicznych procesów w komórkach mózgu. Oznacza to dalsze poszukiwanie zasad, na jakich opierają się obliczenia mikroobwodowe w układach obrazowania przestrzennego gryzoni z wykorzystaniem połączenia innowacyjnych, obliczeniowych, elektrofizjologicznych, optycznych i molekularnych narzędzi badawczych, których wcześniej nie stosowano w analizie obwodów mózgowych.

    Komórki siatkowe obrazują lokalizację zwierzęcia w jego otoczeniu, co naukowcy porównują z posiadaniem w mózgu systemu nawigacji satelitarnej. Nałożone na mapę eksplorowanej powierzchni, pobudzają się w układach wyglądających jak geometrycznie regularne, trójkątne sieci. Odkryto je w laboratorium norweskim w 2005 r., którego badania wskazały, że szczury tworzą wirtualne sieci, które pomagają im orientować się w otoczeniu i pamiętać nowe miejsca na nieznanym terytorium.

    W trakcie badań 42 uczestników otrzymało zadanie w rzeczywistości wirtualnej. Naukowcy zaprogramowali nieskomplikowaną okolicę na płaskiej, trawiastej powierzchni otoczonej klifem. Następnie poproszono badanych, by zbierali i przenosili przedmioty codziennego użytku w tym środowisku, poruszając swój punkt widzenia w przód, w prawo i w lewo.

    Profesor Neil Burgess, kierownik zespołu, dodaje: "O tych obszarach mózgu, które wykazują oznaki obecności komórek siatkowych - czyli hipokamp i związane z nim części mózgu - wiadomo już, że pomagają w nawigowaniu po otoczeniu oraz że odgrywają istotną rolę w budowaniu pamięci autobiograficznej. To znaczy, że komórki siatkowe mogą pomagać nam w odnalezieniu drogi do odpowiedniego wspomnienia, jak również do odpowiedniego miejsca w naszym otoczeniu. Te obszary mózgu są także jednymi z pierwszych atakowanych przez chorobę Alzheimera, co wyjaśniałoby, dlaczego utrata orientacji jest najczęstszym wczesnym symptomem tej choroby."

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Kora mózgu - struktura mózgu, w części kresomózgowia, zbudowana z istoty szarej, którą stanowią komórki neuronów. Jest największą częścią płaszcza, pokrywa obydwie półkule kresomózgowia. Tworzy ją około 10 mld komórek nerwowych ułożonych w sześciu warstwach o różnej grubości. Dominują w niej komórki piramidalne (najbardziej charakterystyczne dla kory), gwiaździste (głównie w czwartej warstwie) oraz wrzecionowate (w najgłębszej warstwie kory). Kora mózgu osiąga grubość do 4,5 mm. Jest bardzo silnie pofałdowana, dzięki czemu przy mniejszej objętości posiada większą powierzchnię czynną - 2 500 cm u człowieka , co odpowiada powierzchni kuli o średnicy 28 cm. Jądra szwu (łac. nuclei raphes) – zgrupowanie serotoninergicznych komórek nerwowych w pniu mózgu. Ich główną funkcją jest uwalnianie serotoniny do mózgu. Uważa się, że leki przeciwdepresyjne z grupy SSRI działają na to jądro, a także na komórki, które są celem serotoniny wytwarzanej w tym jądrze. Wyściółka (łac. ependyma, ang. ependyma) – warstwa nabłonka jednowarstwowego sześciennego, pochodzącego z nabłonka cewy nerwowej, pokrywająca ściany układu komorowego mózgowia: komór mózgu i wodociągu mózgu, a także kanału środkowego rdzenia kręgowego. Komórki wyściółki, inaczej ependymocyty, są typem komórek glejowych, posiadają liczne mikrokosmki na powierzchni zwróconej do światła komór.

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

    LORETA - metoda obrazowania pracy mózgu, bazująca na zapisie elektroencefalograficznym EEG lub magnetoencefalograficznym MEG. Pozwala na lokalizowanie w trójwymiarowej przestrzeni, obrazującej model mózgu, źródeł aktywności poszczególnych komponent fal mózgowych. 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:

    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. Pluripotencja (pluripotencjalność) jest zdolnością pojedynczej komórki do zróżnicowania się w dowolny typ komórek somatycznych poza komórkami trofoblastu, które w późniejszych stadiach rozwoju tworzą łożysko. Z pluripotencjalnych komórek macierzystych pochodzących z najwcześniejszego stadium zarodka – 5-dniowej blastocysty biorą początek komórki wszystkich tkanek i narządów. Zaledwie 30-35 tych komórek, z których składa się węzeł zarodkowy blastocysty "gromadzi" instrukcje dla 100 bilionów (10) komórek tworzących ludzki organizm.

    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.

    Komórki Betza lub olbrzymie komórki piramidowe – rodzaj neuronów piramidowych zlokalizowanych w V warstwie istoty szarej pierwszorzędowej kory ruchowej (M1). Zostały opisane w 1874 roku przez rosyjskiego anatoma i histologa Władimira Betza. Są to jedne z największych komórek ośrodkowego układu nerwowego, ich perikariony mają nawet 100 μm średnicy. Komórki Betza wysyłają aksony do rdzenia kręgowego, gdzie tworzą synapsy z komórkami rogów przednich, stanowią zatem pierwszy neuron dróg piramidowych (nazwa komórek piramidowych wzięła się jednak od ich kształtu, zanim poznano dokładny przebieg dróg piramidowych). Komórki Betza mają jeden apikalny dendryt, jak inne komórki piramidowe, poza nim mają też liczne odgałęziające się w różnych komórkach asymetryczne dendryty, z których większość dochodzi do warstw V i VI kory, a także głębiej, do istoty białej mózgu. Według jednej pracy, komórki Betza stanowiły do 10% populacji wszystkich komórek piramidowych warstwy Vb pierwotnej kory ruchowej.

    Dodano: 28.01.2010. 18:12  


    Najnowsze