Mengelakkan Kesesakan Lalu Lintas di Otak

Jaringan otak - kawasan otak yang selalu bekerjasama - mungkin mengelakkan kesesakan lalu lintas di persimpangan tersibuk mereka dengan berkomunikasi pada frekuensi yang berbeza, menurut penyelidikan baru.

"Banyak keadaan neurologi dan psikiatri cenderung melibatkan masalah dengan memberi isyarat dalam rangkaian otak," kata pengarang bersama Dr Maurizio Corbetta, seorang profesor neurologi di Washington University di St. Louis. "Memeriksa struktur temporal aktiviti otak dari perspektif ini mungkin sangat membantu dalam memahami keadaan psikiatri seperti kemurungan dan skizofrenia, di mana penanda strukturnya jarang."

Para saintis biasanya mengkaji rangkaian otak menggunakan pencitraan resonans magnetik, yang mengesan aliran darah, dengan asumsi bahawa peningkatan aliran darah ke bahagian otak menunjukkan peningkatan aktiviti di sel-sel di wilayah itu.

Tetapi MRI mempunyai batasannya, menurut Corbetta. "Ini hanya membolehkan kita mengesan aktiviti sel otak secara tidak langsung, dan tidak dapat mengesan aktiviti yang berlaku pada frekuensi lebih besar dari 0.1 hertz, atau sekali setiap 10 saat," katanya. "Kami tahu bahawa beberapa isyarat di otak boleh berputar setinggi 500 hertz, atau 500 kali sesaat."

Untuk kajian baru yang dilakukan di University Medical Center di Hamburg-Eppendorf, para penyelidik menggunakan magnetoencephalography (MEG) untuk menganalisis aktiviti otak pada 43 sukarelawan yang sihat. MEG mengesan perubahan yang sangat kecil dalam medan magnet di otak yang disebabkan oleh banyak sel yang aktif sekaligus. Ia dapat mengesan isyarat ini pada kadar hingga 100 hertz.

"Kami mendapati bahawa rangkaian otak yang berlainan berdetak pada frekuensi yang berbeza, seperti jam berdetak pada kelajuan yang berbeza," kata penulis utama Joerg Hipp, Ph.D., dari Pusat Perubatan Universiti di Hamburg-Eppendorf dan University of Tübingen, keduanya di Jerman.

Rangkaian yang merangkumi hippocampus, kawasan otak yang kritikal untuk pembentukan memori, cenderung aktif pada frekuensi sekitar 5 hertz. Rangkaian yang membentuk kawasan yang terlibat dalam pancaindera dan pergerakan aktif antara 32 hertz dan 45 hertz. Rangkaian otak lain aktif pada frekuensi antara 8 dan 32 hertz.

"Ada sejumlah kajian fMRI mengenai kemurungan dan skizofrenia yang menunjukkan perubahan 'spatial' dalam organisasi jaringan otak," kata Corbettta. "Kajian MEG memberi ruang kepada struktur 'temporal' yang jauh lebih kaya. Di masa depan, ini mungkin menawarkan ujian diagnostik baru atau cara untuk memantau keberkesanan intervensi dalam keadaan mental yang melemahkan ini. "

Penyelidikan ini diterbitkan pada 6 Mei di Neurosains Alam.

Sumber: Sekolah Perubatan Universiti Washington