Răspunsul creierului la sunete rămâne puternic în timpul somnului

Noile cercetări pot oferi o cheie pentru o enigmă științifică: cum transformă creierul treaz intrările senzoriale într-o experiență conștientă? Studiul revoluționar s-a bazat pe datele colectate de la electrozi implantați, în scopuri medicale, adânc în creierul uman. Informațiile au fost utilizate pentru a examina diferențele dintre răspunsul cortexului cerebral la sunete în timpul somnului față de starea de veghe, la o rezoluție de un singur neuron.
O nouă descoperire de la Universitatea din Tel Aviv ar putea oferi o cheie pentru o mare enigmă științifică: cum transformă creierul treaz intrările senzoriale într-o experiență conștientă? Studiul revoluționar s-a bazat pe datele colectate de la electrozi implantați, în scopuri medicale, adânc în creierul uman. Informațiile au fost utilizate pentru a examina diferențele dintre răspunsul cortexului cerebral la sunete în timpul somnului față de starea de veghe, la o rezoluție de un singur neuron., potrivit sciencedaily.com.
Răspunsul creierului la sunete rămâne puternic în timpul somnului
Cercetătorii au fost surprinși să descopere că răspunsul creierului la sunete rămâne puternic în timpul somnului, în toți parametrii, cu excepția unuia: nivelul undelor alfa-beta asociate cu atenția la intrarea auditivă și așteptările aferente. Acest lucru înseamnă că, în timpul somnului, creierul analizează inputul auditiv, dar nu se poate concentra asupra sunetului sau îl identifică și, prin urmare, nu rezultă o conștientizare conștientă.
Studiul a fost condus de Dr. Hanna Hayat și cu o contribuție majoră din partea Dr. Amit Marmelshtein, în laboratorul profesorului Yuval Nir de la Școala de Medicină, Școala Sagol de Neuroștiințe și Departamentul de Inginerie Biomedicală, și a fost co-supravegheat de profesorul Itzhak Fried de la Centrul Medical UCLA. Printre ceilalți participanți se numără: Dr. Aaron Krom și Dr. Yaniv Sela din grupul profesorului Nir, și Dr. Ido Strauss și Dr. Firas Fahoum de la Centrul Medical Sourasky din Tel Aviv (Ichilov). Lucrarea a fost publicată în revista Nature Neuroscience.
O procedură medicalî specială
Prof. Nir: „Acest studiu este unic prin faptul că se bazează pe date rare provenite de la electrozi implantați adânc în interiorul creierului uman, permițând monitorizarea de înaltă rezoluție, până la nivelul neuronilor individuali, a activității electrice a creierului. Din motive lesne de înțeles, electrozii nu pot fi implantați în creierul oamenilor vii doar de dragul cercetării științifice. Dar în acest studiu, am reușit să utilizăm o procedură medicală specială prin care electrozi au fost implantați în creierul pacienților cu epilepsie, monitorizând activitatea în diferite părți ale creierului lor în scopul diagnosticării și tratamentului. Pacienții s-au oferit voluntari pentru a ajuta la examinarea răspunsului creierului la stimularea auditivă în stare de veghe vs. somn”.
Cercetătorii au plasat difuzoare care emiteau diferite sunete la patul pacienților și au comparat datele de la electrozii implantați – activitatea neuronală și undele electrice din diferite zone ale creierului – în timpul stării de veghe față de diferite stadii de somn. În total, echipa a colectat date de la peste 700 de neuroni, aproximativ 50 de neuroni la fiecare pacient, pe parcursul a 8 ani.
Puterea răspunsului creierului în timpul somnului
Dr. Hayat: „După ce sunetele sunt recepționate în ureche, semnalele sunt retransmise de la o stație la alta în creier. Până de curând se credea că, în timpul somnului, aceste semnale se descompun rapid după ce ajung la cortexul cerebral. Dar, uitându-ne la datele de la electrozi, am fost surprinși să descoperim că răspunsul creierului în timpul somnului a fost mult mai puternic și mai bogat decât ne așteptam.
Mai mult, acest răspuns puternic s-a răspândit în multe regiuni ale cortexului cerebral. Puterea răspunsului creierului în timpul somnului a fost similară răspunsului observat în timpul stării de veghe, în toate, cu excepția unei caracteristici specifice, unde s-a înregistrat o diferență dramatică: nivelul de activitate al undelor alfa-beta.”
Cercetătorii explică faptul că undele alfa-beta (10-30Hz) sunt legate de procesele de atenție și de așteptare care sunt controlate prin feedback din regiunile superioare ale creierului. Pe măsură ce semnalele călătoresc „de jos în sus” de la organele senzoriale către regiunile superioare, are loc și o mișcare „de sus în jos”: regiunile superioare, bazându-se pe informațiile anterioare acumulate în creier, acționează ca un ghid, trimițând semnale pentru a instrui regiunile senzoriale cu privire la care intrare trebuie să se concentreze, care trebuie ignorată etc.
Astfel, de exemplu, atunci când un anumit sunet este recepționat în ureche, regiunile superioare pot spune dacă este nou sau familiar și dacă merită atenție sau nu. Acest tip de activitate cerebrală se manifestă prin suprimarea undelor alfa-beta și, într-adevăr, studiile anterioare au arătat un nivel ridicat al acestor unde în stările de repaus și de anestezie. Potrivit studiului actual, puterea undelor alfa-beta este principala diferență între răspunsul creierului la intrările auditive în stările de veghe față de cele de somn.
O cheie importantă pentru o enigmă veche și fascinantă
Prof. Nir rezumă: „Descoperirile noastre au implicații largi dincolo de acest experiment specific. În primul rând, ele oferă o cheie importantă pentru o enigmă veche și fascinantă: Care este secretul conștiinței? Care este „factorul X”, activitatea cerebrală care este unică pentru conștiință, permițându-ne să fim conștienți de lucrurile care se întâmplă în jurul nostru atunci când suntem treji și care dispare atunci când dormim? În acest studiu am descoperit o nouă pistă, iar în cadrul cercetărilor viitoare intenționăm să explorăm în continuare mecanismele responsabile de această diferență.
În plus, după ce am identificat o trăsătură specifică a creierului care este diferită între stările de conștiență și inconștiență, dispunem acum de o măsură cantitativă distinctă – prima de acest fel – pentru a evalua gradul de conștientizare al unui individ cu privire la sunetele care se apropie.
Sperăm că, în viitor, cu ajutorul unor tehnici îmbunătățite de măsurare a undelor cerebrale alfa-beta și a unor metode de monitorizare neinvazive, cum ar fi EEG, va fi posibil să se evalueze cu precizie starea de conștiență a unei persoane în diverse situații: verificarea faptului că pacienții rămân inconștienți pe parcursul unei proceduri chirurgicale, monitorizarea gradului de conștientizare a persoanelor cu demență sau determinarea faptului că o persoană presupusă a fi în comă, incapabilă să comunice, nu este cu adevărat conștientă de ceea ce o înconjoară. În astfel de cazuri, nivelurile scăzute ale undelor alfa-beta ca răspuns la sunet ar putea sugera că o persoană considerată inconștientă poate, de fapt, să perceapă și să înțeleagă cuvintele rostite în jurul său. Sperăm că descoperirile noastre vor servi drept bază pentru dezvoltarea unor noi metode eficiente de măsurare a nivelului de conștientizare a persoanelor care se presupune că se află în diferite stări de inconștiență”.
4 thoughts on “Răspunsul creierului la sunete rămâne puternic în timpul somnului”