Slik forutsier hjernen din fremtidige hendelser
Hjerner lærer hvordan man kan forutse fremtidige hendelser fra mønstre. Denne prosessen kalles "forventet timing", og den lar oss lykkes i å samhandle med verden rundt oss. Hvordan virker det?
Forventende timing er delvis det som lar oss ta de mest hensiktsmessige avgjørelsene i en veldig dynamisk verden.
Men hva stoler denne prosessen på?
En ny studie utført av forskere fra University of California, Berkeley, forklarer at mens hjernen teller på to forskjellige systemer, i påvente av en forekomst.
"Enten det er sport, musikk, tale eller til og med å tildele oppmerksomhet, antyder studien vår at timing ikke er en enhetlig prosess, men at det er to forskjellige måter vi gir timelige spådommer på, og disse avhenger av forskjellige deler av hjernen," sier lead studieforfatter Assaf Breska, postdoktor i nevrovitenskap.
"Sammen," sier seniorstudieforfatter, professor Richard Ivry, "hjernesystemene lar oss ikke bare eksistere i øyeblikket, men også aktivt forutse fremtiden."
Et system, fant forskerne, lar oss forutse fremtidige hendelser basert på våre tidligere erfaringer, mens et annet system er basert på identifisering av rytmiske mønstre.
Hvordan fungerer disse to systemene imidlertid? “Sparker de inn” på forskjellige tidspunkter, avhengig av sammenhengen vi trenger å svare på?
Svaret på dette spørsmålet, mener studieforfatterne, også kan hjelpe oss med å forstå bedre hvordan hjernen fungerer under forskjellige nevrodegenerative forhold.
På sin side vil dette tillate spesialister å komme med bedre strategier for å ta vare på mennesker som lever med en slik tilstand.
Hjerneregionene som har fått 'timing'
I den nylige studien - funnene som nå vises i tidsskriftet PNAS - forskerne jobbet med mennesker med enten Parkinsons sykdom eller cerebellar degenerasjon.
Begge disse tilstandene er preget av problemer med koordinering og balanse, selv om de ser ut til å påvirke forskjellige regioner i hjernen.
Mens Parkinsons påvirker nevrale stier i basalganglier, som er en region innebygd dypt inne i hjernebarken, i hjerne degenerasjon, er det nerveceller i lillehjernen som gradvis dør.
Forskerne sammenlignet måtene som mennesker med hver tilstand brukte timelige signaler for å svare på forskjellige tester.
Alle deltakerne i studien svarte på to forskjellige sekvenser av fargede firkanter som blinket ut på en dataskjerm. I den første øvelsen lyktes de fargede rutene hverandre i et jevnt, rytmisk tempo.
I den andre øvelsen lyktes de fargede rutene i et annet mønster som ikke fulgte samme jevne rytme.
Under disse testene observerte forskerne at deltakere med Parkinsons sykdom hadde en tendens til å prestere bedre på den komplekse mønsterøvelsen, mens de med cerebellar degenerasjon reagerte bedre på den rytmiske suksess-testen.
"Vi viser at pasienter med cerebellar degenerasjon er svekket når de bruker ikke-rytmiske timelige signaler, mens pasienter med basal ganglia degenerasjon assosiert med Parkinsons sykdom er svekket når de bruker rytmiske signaler," sier professor Ivry.
Disse funnene tillot teamet å identifisere hvilke hjerneområder som var knyttet til hvilket forutgående timing-system. Forfatterne konkluderte med at rytmisk timing tilsvarer basalganglier, mens intervalltiming - basert på minner fra tidligere erfaringer - tilsvarer lillehjernen.
Kliniske implikasjoner
Det er viktigere, forskerne legger til at dette utfordrer tidligere teorier som antyder at forventet timing er resultatet av et monolitisk system.
"Våre resultater antyder minst to forskjellige måter hjernen har utviklet seg for å forutse fremtiden," forklarer Breska.
“Et rytmebasert system er følsomt for periodiske hendelser i verden som det som ligger i tale og musikk. Og et intervallsystem gir en mer generell forventningsevne, følsom for tidsmessige regelmessigheter selv i fravær av et rytmisk signal. ”
Assaf Breska
Forfatterne legger også til at studien antyder at hvis et av disse to systemene slutter å fungere ordentlig, kan hjernen faktisk være i stand til å stole på den andre for forventet timing. Dette kan ha viktige implikasjoner for hvordan spesialister håndterer pleie av personer med Parkinsons sykdom eller hjernedegenerasjon.
“Studien vår identifiserer ikke bare de forventede sammenhenger der nevrologiske pasienter er svekket, men også de sammenhengene de ikke har problemer med, noe som tyder på at vi kan endre miljøene deres for å gjøre det lettere for dem å samhandle med verden i møte med symptomene deres. , ”Bemerker Breska.
Forskerne mener at noen måter å hjelpe mennesker med å takle skader på et av de to "timing" -systemene i hjernen kan omfatte apper og dataspill designet for å trene hjernen, samt dype hjernestimuleringsteknikker.
