Bahagian Otak Offline Walaupun Kita Sedar

Penyelidikan baru menunjukkan bahagian otak secara semula jadi bergerak dan mati walaupun kita terjaga. Penyelidik Universiti Stanford percaya ini dapat menyebabkan campur tangan untuk memastikan bahawa kawasan otak yang kita gunakan berada dalam talian, dan berkinerja maksimal.

Para saintis menjelaskan bahawa ketika kita berada di dalam tidur nyenyak, aktiviti otak kita surut dan mengalir dalam gelombang besar dan jelas, seperti menyaksikan gelombang tubuh manusia bangkit dan duduk di sekitar stadium sukan. Ia sukar dilewatkan.

Dalam kajian baru, para penyelidik mendapati kitaran yang sama ada ketika bangun tidur, tetapi hanya dengan bahagian kecil yang duduk dan berdiri serentak daripada seluruh stadium. Seolah-olah bahagian otak yang kecil secara tertidur tertidur dan bangun semula sepanjang masa.

Terlebih lagi, nampaknya apabila neuron berpusing ke keadaan yang lebih aktif, atau "aktif", mereka lebih baik bertindak balas terhadap dunia. Neuron juga menghabiskan lebih banyak masa di keadaan ketika memperhatikan tugas. Penemuan ini menunjukkan proses yang mengatur aktiviti otak dalam tidur mungkin juga berperanan dalam perhatian.

"Perhatian selektif mirip dengan membuat bahagian kecil otak anda sedikit lebih terjaga," kata Tatiana Engel, Ph.D., rakan pasca doktoral dan pengarang bersama penyelidikan, yang baru-baru ini diterbitkan dalam Sains.

Bekas pelajar siswazah Nicholas Steinmetz adalah pengarang bersama yang lain, dengan eksperimen neurofisiologi yang dilakukan di makmal Dr. Tirin Moore, seorang profesor neurobiologi dan salah seorang penulis kanan.

Memahami kitaran yang baru ditemui ini memerlukan sedikit sebanyak pengetahuan tentang bagaimana otak diatur.

Sekiranya anda mencucuk pin langsung ke otak, semua sel otak yang anda tekan akan bertindak balas terhadap jenis perkara yang sama. Dalam satu lajur, mereka mungkin merespons objek di bahagian tertentu dari bidang visual - contohnya di sebelah kanan atas.

Pasukan ini menggunakan set pin yang sangat sensitif yang dapat merakam aktiviti dari lajur neuron di otak.

Pada masa lalu, orang telah mengetahui bahawa neuron individu melalui tahap aktif atau kurang aktif, tetapi dengan penyelidikan ini mereka melihat untuk pertama kalinya bahawa semua neuron dalam lajur tertentu berpusing bersama antara menembak dengan sangat pantas, dan kemudian menembak pada kadar yang lebih perlahan, serupa dengan kitaran terkoordinasi dalam tidur.

"Semasa dalam keadaan, semua neuron mula menembak dengan cepat," kata Dr Kwabena Boahen, seorang profesor kejuruteraan bio dan kejuruteraan elektrik di Stanford dan pengarang kanan di atas kertas.

"Kemudian secara tiba-tiba mereka hanya beralih ke tingkat pembakaran yang rendah. Peralihan hidup dan mati ini berlaku sepanjang masa, seolah-olah neuron membalikkan duit syiling untuk memutuskan sama ada mereka akan hidup atau mati. "

Kitaran tersebut, yang berlaku mengikut urutan detik atau pecahan detik, tidak kelihatan ketika terjaga kerana gelombang tidak menyebar jauh di luar lajur itu, tidak seperti tidur ketika gelombang menyebar ke hampir seluruh otak dan mudah mengesan.

Pasukan ini mendapati bahawa keadaan aktiviti yang lebih tinggi dan rendah berkaitan dengan kemampuan untuk bertindak balas terhadap dunia.

Kumpulan itu melakukan pemeriksaan di kawasan otak dengan monyet yang secara khusus mengesan satu bahagian dunia visual. Monyet-monyet itu telah dilatih untuk memperhatikan petunjuk yang menunjukkan bahawa sesuatu di bahagian tertentu dari bidang visual - kanan atas, katakan, atau kiri bawah - akan berubah sedikit. Monyet-monyet itu kemudian mendapat makanan jika mereka dengan betul mengenal pasti bahawa mereka telah melihat perubahan itu.

Ketika pasukan memberi petunjuk di mana perubahan mungkin berlaku, neuron dalam ruang yang merasakan bahawa bahagian dunia semuanya mula menghabiskan lebih banyak masa dalam keadaan aktif.

Pada hakikatnya, mereka semua terus berpusing antara satu sama lain, tetapi mereka menghabiskan lebih banyak masa dalam keadaan aktif jika mereka memperhatikan. Sekiranya perubahan rangsangan datang ketika sel-sel berada dalam keadaan lebih aktif, monyet juga lebih cenderung untuk mengenal pasti perubahan dengan betul.

"Monyet itu sangat baik dalam mengesan perubahan rangsangan ketika neuron di lajur itu berada dalam keadaan aktif tetapi tidak dalam keadaan mati," kata Engel. Walaupun monyet tahu untuk memperhatikan kawasan tertentu, jika neuron berpusing ke aktiviti yang lebih rendah, monyet sering kali mengalami perubahan rangsangan.

Engel mengatakan bahawa penemuan ini adalah sesuatu yang mungkin tidak asing bagi banyak orang. Kadang-kadang anda fikir anda memberi perhatian, dia menunjukkan, tetapi anda masih akan merindui.

Para saintis mengatakan penemuan itu juga berkaitan dengan karya sebelumnya, yang mendapati bahawa haiwan dan manusia yang lebih berwaspada cenderung mempunyai murid yang lebih banyak.

Dalam karya semasa, ketika sel-sel otak menghabiskan lebih banyak masa dalam keadaan aktif, murid-murid monyet juga lebih lemah. Penemuan menunjukkan interaksi antara ayunan segerak di otak, perhatian terhadap tugas, dan tanda kewaspadaan luaran.

"Nampaknya mekanisme yang mendasari perhatian dan gairah saling bergantung," kata Moore.

Penyelidikan ini membawa persoalan baru.

Penyiasat mengatakan satu siasatan yang keluar dari kerja ini adalah mengapa neuron beralih ke keadaan aktiviti yang lebih rendah ketika kita terjaga. Mengapa tidak hanya kekal dalam keadaan lebih aktif sepanjang masa?

Satu jawapan boleh berkaitan dengan tenaga. "Ada kos metabolik yang berkaitan dengan penembakan neuron sepanjang masa," kata Boahen. Otak menggunakan banyak tenaga dan mungkin memberi sel peluang untuk melakukan setara energetik dengan duduk membolehkan otak menjimatkan tenaga.

Juga, apabila neuron sangat aktif mereka menghasilkan produk sampingan sel yang boleh merosakkan sel. Engel menunjukkan bahawa keadaan aktiviti rendah dapat meluangkan masa untuk membersihkan sisa neuron ini. "Makalah ini menunjukkan tempat untuk mencari jawapan ini," kata Engel.

Sumber: Universiti Stanford