Apabila kita berada dalam tidur yang mendalam, aktiviti otak kita mengalir dan mengalir dalam gelombang yang besar, jelas, seperti menonton gelombang tubuh manusia bangkit dan duduk di sekitar stadium sukan. Sukar untuk terlepas.
Penyelidikan baru dengan monyet mendapati bahawa kitaran yang sama wujud seperti tidur, tetapi dengan hanya seksyen kecil duduk dan berdiri serentak daripada keseluruhan stadium. Ia seolah-olah bahagian kecil otak secara berasingan tertidur dan bangun semula sepanjang masa.
Lebih-lebih lagi, nampaknya apabila neuron telah berkitar menjadi lebih aktif, atau "pada," menyatakan mereka lebih baik bertindak balas kepada dunia. Neuron juga menghabiskan lebih banyak masa di negeri ketika memberi perhatian kepada tugas. Penemuan ini menunjukkan bahawa proses mengawal aktiviti otak dalam tidur mungkin juga memainkan peranan dalam perhatian.
"Perhatian terpilih adalah sama dengan membuat bahagian-bahagian kecil otak anda sedikit lebih terjaga," kata Tatiana Engel, seorang rakan pasca doktoral di Stanford University dan pengarang bersama penyelidikan, yang muncul dalam Sains/Ilmu. Bekas pelajar siswazah Nicholas Steinmetz adalah pengarang bersama yang lain, yang menjalankan eksperimen neurofisiologi di makmal Tirin Moore, profesor neurobiologi dan salah seorang pengarang kanan.
Pin dan neuron
Memahami kitaran yang baru ditemui ini memerlukan mengetahui sedikit tentang bagaimana otak dianjurkan. Sekiranya anda mencubit pin terus ke dalam otak, semua sel otak yang anda tekan akan bertindak balas terhadap jenis perkara yang sama. Dalam satu lajur mereka semua mungkin bertindak balas terhadap objek dalam bahagian tertentu bidang visual-kanan atas, contohnya.
Pasukan menggunakan jumlah yang ditetapkan untuk pin sangat sensitif yang dapat merekodkan aktiviti dari lajur neuron di otak. Pada masa lalu, orang telah mengetahui bahawa neuron individu melalui fasa menjadi lebih kurang aktif, tetapi dengan penyelidikan ini mereka melihat untuk pertama kalinya bahawa semua neuron dalam lajur tertentu bersepeda bersama antara tembakan sangat cepat kemudian tembakan pada lebih perlahan kadar, sama dengan kitaran yang diselaraskan dalam tidur.
"Pada masa yang sama, semua neuron mula menembak dengan pantas," kata Kwabena Boahen, profesor bioengineering dan kejuruteraan elektrik dan pengarang kanan kertas itu. "Kemudian tiba-tiba mereka hanya beralih ke kadar tembakan yang rendah. Pemancaran di dan luar ini berlaku sepanjang masa, seolah-olah neuron membalik duit syiling untuk menentukan sama ada mereka akan hidup atau mati. "
Siklus tersebut, yang berlaku pada urutan detik atau pecahan detik, tidak kelihatan seperti terjaga kerana gelombang tidak menyebarkan lebih jauh daripada lajur tersebut, tidak seperti tidur ketika gelombang menyebar hampir seluruh otak dan mudah untuk mengesan.
Beri perhatian
Pasukan mendapati bahawa aktiviti aktiviti yang lebih tinggi dan lebih rendah berkaitan dengan keupayaan untuk bertindak balas kepada dunia. Kumpulan ini telah menguji mereka di kawasan otak di monyet yang secara khusus mengesan satu bahagian dunia visual. Monyet-monyet telah dilatih untuk memberi perhatian kepada isyarat yang menunjukkan sesuatu di bahagian tertentu bidang visual-kanan atas, katakan, atau kiri bawah-hampir berubah sedikit. Monyet kemudian mendapat rawatan jika mereka mengenal pasti dengan tepat bahawa mereka telah melihat perubahan tersebut.
Apabila pasukan memberi isyarat kepada mana perubahan mungkin berlaku, neuron dalam lajur yang merasakan bahawa sebahagian dari seluruh dunia mula menghabiskan lebih banyak masa dalam keadaan aktif. Pada dasarnya, mereka semua terus membalikkan antara negeri secara serentak, tetapi mereka menghabiskan lebih banyak masa dalam keadaan aktif jika mereka memberi perhatian. Jika perubahan rangsangan datang apabila sel-sel berada dalam keadaan yang lebih aktif, monyet juga lebih cenderung untuk mengenal pasti perubahan dengan betul.
"Monyet itu sangat baik untuk mengesan perubahan rangsangan apabila neuron dalam lajur itu berada di negeri tetapi tidak di luar negara," kata Engel. Walaupun monyet tahu untuk memberi perhatian kepada kawasan tertentu, jika neuron berkitar ke keadaan aktiviti yang lebih rendah, monyet sering merindui perubahan rangsangan.
Engel berkata penemuan ini adalah sesuatu yang mungkin biasa kepada ramai orang. Kadang-kadang anda fikir anda memberi perhatian, dia menegaskan, tetapi anda masih akan terlepas perkara.
Para saintis berkata penemuan itu juga berkaitan dengan kerja sebelumnya, yang mendapati bahawa haiwan yang lebih amaran dan manusia cenderung mempunyai murid yang lebih besar. Dalam kerja-kerja semasa, apabila sel-sel otak menghabiskan lebih banyak masa dalam keadaan aktif, murid-murid monyet juga diluaskan. Penemuan menunjukkan interaksi di antara ayunan serentak di otak, perhatian terhadap tugas, dan tanda-tanda lekas luaran.
"Nampaknya mekanisme yang mendasari perhatian dan gairah agak saling bergantung," kata Moore.
Adakah ini menjimatkan tenaga?
Persoalan yang keluar dari kerja ini adalah mengapa kitaran neuron menjadi keadaan aktiviti yang lebih rendah apabila kita terjaga. Mengapa tidak hanya tinggal dalam keadaan yang lebih aktif sepanjang masa sekiranya itulah serangan harimau gigi saber?
Satu jawapan boleh dikaitkan dengan tenaga. "Terdapat kos metabolik yang dikaitkan dengan neuron yang ditembak sepanjang masa," kata Boahen. Otak menggunakan banyak tenaga dan mungkin memberi sel peluang untuk melakukan persamaan yang bertenaga duduk membolehkan otak untuk menghemat tenaga.
Juga, apabila neuron sangat aktif, mereka menghasilkan produk sampingan selular yang boleh merosakkan sel-sel. Engel menegaskan bahawa keadaan aktiviti rendah boleh memberi masa untuk membersihkan sisa neuron ini.
"Kertas ini mencadangkan tempat untuk mencari jawapan ini," kata Engel.
Mengenai Pengarang
Coauthors tambahan termasuk rakan-rakan dari Newcastle University. Pembiayaan datang daripada NIH, Stanford NeuroVentures, HHMI, MRC, dan Wellcome Trust.
sumber: Universiti Stanford
Buku berkaitan:
at InnerSelf Market dan Amazon
