Τα άτομα με ψυχικές διαταραχές όπως η σχιζοφρένεια και ο αυτισμός έχει βρεθεί ότι εμφανίζουν ανεπάρκεια νευρωνικού συγχρονισμού. Επομένως, η κατανόηση της συγχρονισμένης νευρικής δραστηριότητας μπορεί να έχει σημαντικές εφαρμογές στη θεραπεία ψυχικών διαταραχών.
Προκειμένου να επιβιώσουν και να αναπτυχθούν οι άνθρωποι και άλλοι ζωντανοί οργανισμοί χρειάζεται συνεχώς να αποκτούν νέες στρατηγικές ώστε να προσαρμόζουν τη συμπεριφορά τους ανάλογα με τα μεταβαλλόμενα περιβάλλοντα. Προηγούμενες μελέτες δείχνουν ότι ο συγχρονισμός μεταξύ διαφορετικών εγκεφαλικών κυττάρων μπορεί να βοηθήσει στη δημιουργία ευέλικτων εγκεφαλικών καταστάσεων που διευκολύνουν την συμπεριφορική προσαρμογή σε διαφορετικές συνθήκες.
Έχει παρατηρηθεί ότι οι οργανισμοί συνήθως εκδηλώνουν μια ρυθμική νευρωνική δραστηριότητα, η οποία προκύπτει ταυτόχρονα σε διαφορετικά μέρη του εγκεφάλου με συγχρονισμένο τρόπο. Ωστόσο, οι νευροεπιστήμονες δεν έχουν ακόμη καταφέρει να προσδιορίσουν εάν αυτή η συγχρονισμένη δραστηριότητα είναι όντως σημαντική για συγκεκριμένες εγκεφαλικές λειτουργίες ή είναι απλώς ένα υποπροϊόν του τρόπου με τον οποίο οργανώνονται τα κυκλώματα του εγκεφάλου.
Κάτι που παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον, είναι ότι τα άτομα με διαταραχές ψυχικής υγείας όπως η σχιζοφρένεια και ο αυτισμός έχουν βρεθεί να εμφανίζουν ανεπάρκεια συγχρονισμού μεταξύ των νευρώνων. Επομένως, η κατανόηση της σημασίας και της σπουδαιότητας της συγχρονισμένης νευρικής δραστηριότητας θα μπορούσε να έχει σημαντικές εφαρμογές σε διάφορους ερευνητικούς τομείς, συμπεριλαμβανομένης της νευροεπιστήμης, της ψυχολογίας και της ψυχιατρικής.
Διαβάστε σχετικά: Ενέργεια και Εγκεφαλική Λειτουργία
Ερευνητές του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας στο Σαν Φρανσίσκο, σε συνεργασία με επιστήμονες από τα Πανεπιστήμια του Χάρβαρντ και του Στάνφορντ, διεξήγαγαν πρόσφατα μια μελέτη η οποία διερευνά το ρόλο του συγχρονισμού της συχνότητας Γάμα (~40 Hz) μεταξύ των προμετωπιαίων διάμεσων νευρώνων παραβαλβουμίνης (PV) σε ποντίκια, τα οποία αποκτούν νέες συσχετίσεις ερεθισμάτων-ανταμοιβών.
Η μελέτη τους, η οποία δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Nature Neuroscience προσφέρει νέα στοιχεία τα οποία θα μπορούσαν να ενισχύσουν την κατανόηση των ανωμαλιών σε μοτίβα νευρικού συγχρονισμού που παρατηρούνται σε άτομα που εμφανίζουν μια σειρά ψυχικών διαταραχών.
Επί του παρόντος δεν γνωρίζουμε εάν η ανεπάρκεια συγχρονισμού η οποία συσχετίζεται με συγκεκριμένες ψυχικές διαταραχές, πρέπει να διορθωθεί προκειμένου να θεραπευτούν αυτές οι διαταραχές, δηλώνουν οι ερευνητές. Στην πρόσφατη μελέτη μας, αξιολογούμε εάν αυτός ο συγχρονισμός όντως συμβάλλει στη μάθηση σε ποντίκια.
Στη μελέτη τους, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μια προσέγγιση γνωστή ως οπτογενετική, η οποία χρησιμοποιεί ευαίσθητες στο φως πρωτεΐνες που μπορούν να ενεργοποιήσουν τους νευρώνες προκειμένου να ελέγξουν το συγχρονισμό μεταξύ των νευρώνων στο αριστερό και το δεξί ημισφαίριο των εγκεφάλων των ποντικών. Αυτό τους επέτρεψε να αξιολογήσουν εάν η μεταβολή του συγχρονισμού αυτών των νευρώνων επηρέασε τη συνειρμική μάθηση των ποντικών κατά τη διάρκεια πειραμάτων εξαρτημένης μάθησης.
Στη συνέχεια χρησιμοποιήσαμε γενετικά κωδικοποιημένους δείκτες τάσης – πρωτεΐνες που αλλάζουν τη φθορίωσή τους με βάση τη νευρωνική δραστηριότητα – προκειμένου να ανιχνεύσουμε πότε ακριβώς συγχρονίστηκαν συγκεκριμένοι νευρώνες στο αριστερό και το δεξί ημισφαίριο, εξηγούν οι ερευνητές.
Τα πειράματα των ερευνητών απέδωσαν μια σειρά από ενδιαφέροντα ευρήματα. Πρώτον, όταν τα ποντίκια λάμβαναν πληροφορίες που υποδήλωναν ότι κάποιες από τις προηγούμενες μαθησιακές συσχετίσεις τους δεν ήταν πλέον έγκυρες, οι ερευνητές παρατήρησαν σημαντικές αυξήσεις συγκεκριμένων τύπων κυττάρων κατά τον συγχρονισμό κυμάτων Γάμα μεταξύ των διάμεσων νευρώνων παραβαλβουμίνης (PV).
Όταν οι ερευνητές παρεμπόδισαν αυτό τον συγχρονισμό χρησιμοποιώντας την οπτογενετική, τα ποντίκια φάνηκε να συνεχίζουν να ενεργούν με βάση τις συσχετίσεις που είχαν ήδη μάθει, χωρίς να προσαρμόζουν τη συμπεριφορά τους στη νέα κατάσταση. Ωστόσο, αυτό δεν συνέβη στην περίπτωση σταδιακής εισαγωγής ή κατάργησης ερεθισμάτων από άλλες συχνότητες.
Ουσιαστικά, διαπιστώσαμε ότι ο συγχρονισμός της συχνότητας Γάμα μεταξύ μιας συγκεκριμένης κατηγορίας νευρώνων που βρίσκονται στον προμετωπιαίο φλοιό, προκύπτει και είναι απαραίτητος κατά τη διάρκεια συγκεκριμένων ειδών μάθησης, αναφέρουν οι ερευνητές. Πιο συγκεκριμένα, ο συγχρονισμός είναι σημαντικός όταν τα ποντίκια πρέπει να επανεκτιμήσουν τη συμπεριφορική σημασία των εξωτερικών σημάτων, όπως για παράδειγμα ένα σήμα που ήταν προηγουμένως παρόν αλλά δεν επηρέαζε την απόδοση της εργασίας, ξαφνικά γίνεται σημαντικό.
Διαβάστε σχετικά: Πως η ανάκληση ευχάριστων αναμνήσεων μας ηρεμεί σε στρεσογόνες καταστάσεις
Οι ερευνητές συγκέντρωσαν πολύτιμες νέες πληροφορίες σχετικά με το ρόλο που παίζει ο συγχρονισμός κυμάτων Γάμα μεταξύ ημισφαιρίων στη συμπεριφορική προσαρμογή των ποντικών καθώς μαθαίνουν να κάνουν νέες συσχετίσεις ερεθίσματος-ανταμοιβής.
Πιο συγκεκριμένα, βρήκαν ότι ο συγχρονισμός κυμάτων Γάμα είναι απαραίτητος για την επαναξιολόγηση της συμπεριφοράς των εξωτερικών ερεθισμάτων, δηλαδή, ο τρόπος με τον οποίο μπορεί κάποιος να προσαρμόσει καλύτερα τη συμπεριφορά του με βάση συγκεκριμένα περιβαλλοντικά ερεθίσματα.
Μελλοντικά, αυτό το εύρημα θα μπορούσε να αποτελέσει το έναυσμα για τη διεξαγωγή νέων μελετών διερεύνησης της επίδρασης του συγχρονισμού κυμάτων Γάμμα σε διαφορετικούς τύπους μάθησης. Οι νέες πληροφορίες θα μπορούσαν να ενισχύσουν την υπάρχουσα κατανόηση του τρόπου με τον οποίο αυτός ο τύπος νευρικού συγχρονισμού διαφέρει μεταξύ ατόμων που εμφανίζουν συγκεκριμένες ψυχικές διαταραχές.
Έρευνα: Kathleen K. A. Cho et al. Cross-hemispheric gamma synchrony between prefrontal parvalbumin interneurons supports behavioral adaptation during rule shift learning, Nature Neuroscience (2020).
Απόδοση: Κατερίνα Κακουλάκη – Ψυχολόγος
Επιμέλεια: PsychologyNow.gr
*Απαγορεύεται ρητώς η αναπαραγωγή χωρίς προηγούμενη άδεια των υπευθύνων της ιστοσελίδας*
