Τάξη και χάος στον ανθρώπινο εγκέφαλο

Ο εγκέφαλος υπάρχει σε μια κατάσταση μεταξύ σταθερότητας και χάους, καθώς βοηθά κάποιον να καταλάβει τον κόσμο, σύμφωνα με καταγραφή της εγκεφαλικής δραστηριότητας εθελοντών για μια εβδομάδα.

Καθώς πηγαίνει κάποιος από το διάβασμα ενός βιβλίου στην κουβέντα με ένα φίλο, για παράδειγμα, ο εγκέφαλος μετακινείται από μια ημισταθερή κατάσταση σε άλλη-αλλά μόνο αφού περάσει χαοτικά από διάφορες καταστάσεις σε ένα μοτίβο που μοιάζει τυχαίο.

Η κατανόηση του πώς ο εγκέφαλος αποκαθιστά κάποιου βαθμού σταθερότητα μετά το χάος θα μπορούσε να συμβάλλει στην κατανόηση του τρόπου αντιμετώπισης διαταραχών στα δυο άκρα του φάσματος. Πολύ χάος πιθανόν είναι αυτό που συμβαίνει όταν κάποιος έχει επιληπτική κρίση ενώ πολλή σταθερότητα θα μπορούσε να αφήσει κάποιον σε κωματώδη κατάσταση, δήλωσαν οι ερευνητές.

Απεικονιστικές εξετάσεις εγκεφάλου αποκάλυψαν πολλά για τον τρόπο που εργάζεται ο εγκέφαλος.

Τα συμπτώματα πολλών νευρολογικών διαταραχών μπορούν να εμφανιστούν σε ώρες ή ημέρες. Για να έχουμε καλύτερη ιδέα του τι συμβαίνει, οι ερευνητές έκαναν ένα πείραμα που θα τους επέτρεπε να παρακολουθούν την εγκεφαλική δραστηριότητα για μια εβδομάδα.

Οι Ghuman, Wang και συνεργάτες του University of Pittsburgh στράφηκαν σε ανθρώπους που υποβλήθηκαν σε εγχείρηση για επιληψία.

Ορισμένοι με σοβαρή επιληψία επέλεξαν να αφαιρέσουν τα μέρη του εγκεφάλου που προκαλούσαν κρίσεις. Πριν την εγχείρηση είχαν εμφυτευμένα ηλεκτρόδια στον εγκέφαλο για μια εβδομάδα, κατά τη διάρκεια της οποίας τα ηλεκτρόδια παρακολουθούσαν τη δραστηριότητα του εγκεφάλου  για να βοηθηθούν οι χειρουργοί να εντοπιστεί πού ξεκινούν οι κρίσεις και ακριβώς ποιο σημείο πρέπει να απομακρυνθεί.

Οι ερευνητές επέλεξαν 20 τέτοιους εθελοντές για την έρευνα. Ο καθένας είχε εμφυτευμένα 10-15 ηλεκτρόδια για 3 έως 12 ημέρες.

Οι εθελοντές ήταν στο νοσοκομείο καθώς παρακολουθούνταν αλλά έκαναν καθημερινές ασχολίες, όπως να τρώνε, να βλέπουν τηλεόραση, να μιλούν σε φίλους ή να διαβάζουν.  Ο Ghuman δήλωσε ότι ξέρουμε πολύ λίγα για το τι κάνει ο εγκέφαλος κατά τη διάρκεια αυτών των πραγματικών φυσιολογικών συμπεριφορών σε πραγματικό περιβάλλον.

Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι συγκεκριμένα εγκεφαλικά δίκτυα φάνηκε να επικοινωνούν μεταξύ τους σαν να ‘’χόρευαν’’, με μια περιοχή να φαίνεται πως ακούει ενώ η άλλη μιλούσε. Οι ερευνητές  παρουσίασαν τα ευρήματα στο συνέδριο Society for Neuroscience πέρσι.

Ενώ ο εγκέφαλος των εθελοντών φάνηκε να περνά από διάφορες καταστάσεις με το πέρασσμα του χρόνου, το έκανε με περίεργο τρόπο.

Αντί απλώς να μετακινείται από ένα μοτίβο δραστηριότητας σε άλλο, ο εγκέφαλός τους φάνηκε να μετακινείται μεταξύ αρκετών άλλων καταστάσεων, όπως φαίνεται τυχαία.

Καθώς ο εγκέφαλος μετακινείται από μια ημισταθερή κατάσταση σε άλλη φαίνεται να αγκαλιάζει το χάος.

Οι ερευνητές εμφύτευσαν 14 ηλεκτρόδια στον εγκέφαλο εθελοντών με κατάθλιψη. Ενας δήλωσε ότι αυτό του έσωσε τη ζωή.

Ο Ghuman δήλωσε ότι υγιή μοτίβα εγκεφαλικής δραστηριότητας βρίσκονται κάπου στην άκρη της τάξης και αταξίας. Αυτό μπορεί ίσως να είναι βέλτιστο μέρος για τον εγκέφαλο.

Tα αποτελέσματα δεν αναδεικνύουν ακόμα πώς μοιάζει μια υγιής λειτουργία  εγκεφάλου σε φυσικό περιβάλλον. Οι εθελοντές βρίσκονταν στο νοσοκομείο περιμένοντας να υποβληθούν σε εγχείρηση.

Όμως μπορεί να είναι το πρώτο βήμα.

Η προσέγγιση θα μπορούσε να συμβάλλει στην καλύτερη ανάπτυξη αγωγών για επιληψία.

Πηγές:
Technologyreview