Δευτέρα, 8 Απριλίου 2013

Οι δρόμοι του μυαλού μας ......(NTR)




 
 
Ο εγκέφαλος παραμένει ένα από τα μεγαλύτερα αινίγματα για την επιστήμη και μια από τις κύριες προκλήσεις για τους ερευνητές. Για να κατανοήσουμε καλύτερα όλα όσα συμβαίνουν στον εγκέφαλό μας, είναι σκόπιμο να γνωρίζουμε ορισμένα πράγματα για τη φυσιολογία και τη λειτουργία του - πολλά από τα οποία έγιναν γνωστά τα τελευταία 10 με 20 χρόνια

Η ΤΑΥΤΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΕΓΚΕΦΑΛΟΥ ΜΑΣ


O ανθρώπινος εγκέφαλος έχει βάρος περίπου 1,5 κιλό και αποτελείται από δισεκατομμύρια μικροσκοπικά κύτταρα που συνδέονται μεταξύ τους σε δίκτυα, τα οποία βρίσκονται σε μια διαρκή κατάσταση ηλεκτρικής και χημικής δραστηριότητας. Τα εγκεφαλικά κύτταρα είναι οι νευρώνες και τα υποστηρικτικά κύτταρα τα γλοιακά. O εγκέφαλος αποτελείται από το εγκεφαλικό στέλεχος και τα εγκεφαλικά ημισφαίρια. Όταν γεννιούνται, τα δύο ημισφαίρια είναι ολόιδια: το αριστερό κατευθίνει τη δεξιά πλευρά του σώματός μας και το δεξί την αριστερή. Αργότερα στη ζωή διαφοροποιούνται και μοιράζονται τις «δουλειές»: το αριστερό ασχολείται με την ομιλία, τις λογικές αποφάσεις κ.ά., ενώ το δεξί αντιλαμβάνεται τον κόσμο περισσότερο σφαιρικά και σχετίζεται με τη διαίσθηση...


Ίδιος, κι όμως τόσο διαφορετικός!


Κατά τη διάρκεια της ζωής μας, ο εγκέφαλός μας αλλάζει διαρκώς. Αυτή η ικανότητα του εγκεφάλου για αλλαγή ονομάζεται πλαστικότητα - όπως ένα αντικείμενο από πλαστελίνη που τα επιμέρους τμήματά του μπορούν διαρκώς να επανασχηματίζονται. Βέβαια, δεν αλλάζει ο





 

εγκέφαλος ως σύνολο, αλλά οι μεμονωμένοι νευρώνες τροποποιούνται για διάφορους λόγους - κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης, όταν είμαστε μικροί, ως απάντηση σε εγκεφαλική βλάβη, αλλά και κατά τη διάρκεια της μάθησης. Υπάρχουν διάφοροι μηχανισμοί πλαστικότητας, εκ των οποίων ο πιο σημαντικός είναι η συναπτική πλαστικότητα, δηλαδή το πώς οι νευρώνες μεταβάλλουν την ικανότητά τους να επικοινωνούν μεταξύ τους. Αυτό που μπορούμε να πούμε, λοιπόν, είναι ότι ο εγκέφαλος ουσιαστικά συντίθεται από τις εμπειρίες μας. Έτσι, χάρη στην πλαστικότητά του, ο κάθε εγκέφαλος είναι μοναδικός και αυτή η διαφορετικότητα συνυπάρχει μαζί με ένα σύνολο χαρακτηριστικών του ανθρώπινου είδους που δεν διαφέρουν καθόλου από άτομο σε άτομο.

O εγκέφαλός μας διαφέρει ελάχιστα από του ποντικού


Αυτό συμβαίνει επειδή ο τρόπος οργάνωσης του εγκεφάλου παραμένει ίδιος από το ποντίκι στον άνθρωπο, αλλά σε κάθε είδος αλλάζουν το μέγεθος και οι αναλογίες. Oι ειδικοί εξηγούν, λοιπόν, ότι το βασικό σκαρίφημα του εγκεφάλου είναι ουσιαστικά πανομοιότυπο σε όλους τους ανθρώπους και παρόμοιο σε όλα τα θηλαστικά, όπως και οι βασικές δομές του νευρικού συστήματος είναι ίδιες σε όλα τα σπονδυλωτά. Το βασικό γνώρισμα που διαφοροποιεί τον ανθρώπινο εγκέφαλο είναι το μέγεθός του σε σχέση με το μέγεθος του σώματος και η πολύ μεγάλη έκταση του εγκεφαλικού φλοιού (εκεί που διενεργούνται οι «ανώτερες», περισσότερο πολύπλοκες λειτουργίες του εγκεφάλου, π.χ. η σκέψη).

Μην ξεχνάμε ότι είναι αδηφάγος!


Παρά το γεγονός ότι ο ανθρώπινος εγκέφαλος αντιπροσωπεύει περίπου το 2% του βάρους του σώματός μας, καταναλώνει περίπου το 20% της συνολικής του ενέργειας. Oι ειδικοί εκτιμούν ότι το 60-80% αυτής της ενέργειας χρησιμοποιείται για την επικοινωνία ανάμεσα στους νευρώνες. Γι’ αυτό, ο εγκέφαλος καταναλώνει 3,6 γρ. γλυκόζης την ώρα (αντιστοιχεί σε 17 κύβους ζάχαρης).


 



Δύο συγκρουόμενες απόψεις

Υπάρχουν δύο βασικές απόψεις για τον τρόπο που λειτουργεί ο εγκέφαλος: Η μία πλευρά πιστεύει ότι ο εγκέφαλος δρα κυρίως υπό την επίδραση των εξωτερικών ερεθισμάτων, ενώ η άλλη θεωρεί ότι λειτουργεί αυτόνομα και ότι οι αισθητηριακές πληροφορίες βρίσκονται περισσότερο σε διάδραση με τη λειτουργία του παρά την καθορίζουν.

Το μυστήριο της μνήμης


Δεν υπάρχει μόνο μία εγκεφαλική περιοχή στην οποία αποθηκεύονται όλες οι πληροφορίες που μαθαίνουμε.
Η μνήμη εργασίας (βραχυπρόθεσμη μνήμη) συγκρατεί πληροφορίες για περιορισμένο χρόνο σε μια κατάσταση ενεργούς συνείδησης. Η μεγαλύτερη και περισσότερο παθητική αποθήκευση πληροφορίας ονομάζεται μακροπρόθεσμη μνήμη.



O ανθρώπινος εγκέφαλος σε... νούμερα


O εγκέφαλός μας περιέχει κατά προσέγγιση 100 δισεκατομμύρια νευρικά κύτταρα, 3,2 χιλιόμετρα καλωδίων, ένα εκατομμύριο δισεκατομμύρια συνδέσεις, όλα στοιβαγμένα μέσα σε έναν όγκο 1,5 λίτρου που ζυγίζει μόνο 1,5 κιλό και καταναλώνει μόλις 10 βατ (όσο ένα φωτάκι που ανάβει το βράδυ). Αν προσπαθούσαμε να κατασκευάσουμε έναν τέτοιον εγκέφαλο με τσιπάκια πυριτίου (όπως αυτά των υπολογιστών), θα κατανάλωνε περίπου 10 μεγαβάτ, δηλαδή ηλεκτρική ισχύ αρκετή για μία πόλη.



ΤΙ ΜΑΘΑΜΕ ΤΕΛΕΥΤΑΙΑ ΓΙΑ ΤΟΝ ΕΓΚΕΦΑΛΟ ΜΑΣ

Η γνώση για τον εγκέφαλο καθημερινά γιγαντώνεται. Ετσι, η τελευταία δεκαετία του 20ού αιώνα χαρακτηρίστηκε στις Η.Π.Α. ως η δεκαετία του εγκεφάλου. Η πρόοδος στις νευροεπιστήμες ήταν τεράστια και συνεχίζει με αλματώδεις ρυθμούς. Στα όσα ακολουθούν αναφέρουμε μόνο επιγραμματικά μερικά από τα πιο εντυπωσιακά νέα ευρήματα σχετικά με τον εγκέφαλο και τα όσα γίνονται μέσα του...

1. Κι όμως… ξαναγεννιέται!


Αντίθετα με τα όσα πίστευαν οι νευροεπιστήμονες μέχρι πριν δύο δεκαετίες περίπου, στις μέρες μας είναι πια γνωστό και επιστημονικά αποδεδειγμένο ότι τα εγκεφαλικά κύτταρα πολλαπλασιάζονται ακριβώς όπως και τα υπόλοιπα κύτταρα του σώματός μας και επίσης ότι ο ρυθμός της αναγέννησης αυτής επηρεάζεται πολύ από τις συνθήκες που επικρατούν στο περιβάλλον μας. Για του λόγου το αληθές, αλλά και για όλες τις λεπτομέρειες σε σχέση με τις συνθήκες που ευνοούν αυτή την «ανανέωση» του εγκεφάλου, μπορείτε να διαβάσετε, σε άλλες σελίδες του παρόντος τεύχους, τη συνέντευξη που μας παραχώρησε η πλέον ειδική επί του θέματος, κ. Elizabeth Gould, καθηγήτρια του Πανεπιστημίου του Princeton, που πρώτη απέδειξε ότι υπάρχει νευρογένεση στον ενήλικο εγκέφαλο.

2. Ένα γενετικό παζλ όλο εκπλήξεις


Η επανάσταση στη γενετική έχει αλλάξει τον τρόπο με τον οποίο οι γιατροί αντιμετωπίζουν τις ασθένειες του νευρικού συστήματος. Έχει φανεί τα τελευταία χρόνια ότι το ίδιο γονιδιακό ελάττωμα μπορεί να προκαλέσει διαφορετικές ασθένειες σε διαφορετικούς ανθρώπους και διαφορετικά γονιδιακά ελαττώματα μπορούν να προκαλέσουν πολύ παρόμοιες ασθένειες. Η κατανόηση του παράγοντα που καθορίζει αυτές τις διαφορές και του πώς η γενετική


 

 
κατασκευή μας αλληλεπιδρά με τον κόσμο στον οποίο ζούμε και διαμορφώνουμε γύρω μας (περιβάλλον) είναι μία από τις επόμενες προκλήσεις στη εποχή που ζούμε.

3. Η χρησιμότητα του πόνου και τα φυσικά… παυσίπονα


Oι τεχνικές της μοριακής βιολογίας βοήθησαν στην ανακάλυψη της δομής και των χαρακτηριστικών ενός αριθμού υποδοχέων πόνου. Μερικοί από αυτούς είναι υποδοχείς που αντιδρούν σε θερμοκρασία πάνω από 46 βαθμούς Κελσίου, σε χημικά ερεθίσματα (οξύ στο δέρμα) και -προς μεγάλη έκπληξη των ερευνητών- υποδοχείς που απαντούν στα δραστικά συστατικά της καυτερής πιπεριάς. Τα γονίδια για τους υποδοχείς που απαντούν σε έντονα μηχανικά ερεθίσματα δεν έχουν ταυτοποιηθεί ακόμα, αλλά θεωρείται βέβαιο ότι υπάρχουν. Μία βασική λειτουργία του πόνου είναι ότι μας μαθαίνει να αποφεύγουμε επώδυνες καταστάσεις, καθώς ενεργοποιούνται αυτόματα προστατευτικά αντανακλαστικά, όπως αυτό της απόσυρσης. Παράλληλα όμως υπάρχουν φυσιολογικοί μηχανισμοί που μπορούν είτε να καταστείλουν είτε να ενισχύσουν τον πόνο. O πρώτος τέτοιος ρυθμιστικός μηχανισμός που ανακαλύφθηκε ήταν η ύπαρξη των ενδογενών αναλγητικών στο κεντρικό νευρικό σύστημα.

4. Ντοπαμίνη

 Η «κινητήριος δύναμη» του εγκεφάλου μας
Η ντοπαμίνη είναι ένας νευροδιαβιβαστής που αποτελεί το χημικό υπόστρωμα πολλών πράξεων και συνηθειών μας. Στην περιοχή αυτή λειτουργεί αφενός ως κίνητρο για δράση και αφετέρου ως ανταμοιβή στις επιτυχημένες ενέργειες. Μία ενδιαφέρουσα νέα ανακάλυψη είναι ότι η απελευθέρωση ντοπαμίνης κορυφώνεται όταν η ανταμοιβή δεν αναμένεται.





5. Απευθείας σύνδεση με το ανοσοποιητικό σύστημα

  Ο εγκέφαλος δεν διαθέτει αρκετά δομικά στοιχεία του ανοσοποιητικού συστήματος σε σχέση με άλλα όργανα. Αυτό δεν σημαίνει όμως ότι μπορεί να πάθει πολύ εύκολα φλεγμονές, γιατί παρ’ όλα αυτά διαθέτει τους απαραίτητους μηχανισμούς προστασίας. Σήμερα, οι ειδικοί γνωρίζουν ότι ο εγκέφαλος μπορεί να αντιδρά σε σήματα που προέρχονται από το ανοσοποιητικό σύστημα και τους κατεστραμμένους ιστούς μέσα από ένα νευρο-ενδοκρινικό-ανοσολογικό δίκτυο.

6. Το στρες μιλά με τον εγκέφαλο!


Στις μέρες μας έχουμε αρχίσει και κατανοούμε όχι μόνο πώς το στρες μπορεί να επηρεάσει τον εγκέφαλο άμεσα, ενεργοποιώντας τον ΥΥΕ άξονα (υποθάλαμου-υποφυσιακού-επινεφριδικού άξονα), αλλά και πώς μπορεί να επηρεάσει το ανοσοποιητικό σύστημα μέσω μίας έμμεσης οδού από τον εγκέφαλο. Oι ακριβείς μηχανισμοί δεν είναι γνωστοί, αλλά οι ειδικοί γνωρίζουν ότι σίγουρα συμμετέχει η ενεργοποίηση του εν λόγω άξονα. Από την άλλη, γνωρίζουμε ότι κάποιες μορφές ήπιου στρες μπορούν να βελτιώσουν σημαντικά τη λειτουργία του ανοσοποιητικού συστήματος.


Κι όμως, ο εγκέφαλος των τυφλών «βλέπει»!

Η ανακάλυψη πολλαπλών οπτικών περιοχών στον εγκέφαλο έχει δείξει ότι συνεχίζουν να υπάρχουν κάποιες οπτικές ικανότητες στους τυφλούς χωρίς να γίνονται αντιληπτές. Άνθρωποι που έχουν υποστεί βλάβη στον πρωτοταγή οπτικό φλοιό αναφέρουν ότι δεν μπορούν να δουν πράγματα στο οπτικό τους πεδίο, αλλά όταν τους ζητηθεί να πιάσουν τα πράγματα που ισχυρίζονται ότι δεν μπορούν να δουν, το επιτυγχάνουν με αξιοσημείωτη ακρίβεια. Αυτό το περίεργο αλλά συναρπαστικό φαινόμενο είναι γνωστό ως «τυφλή στόχευση» και ενδεχομένως διαμεσολαβείται από παράλληλες συνδέσεις των ματιών με άλλα τμήματα του φλοιού.





 



 

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου