Ученые выяснили, что мозжечок играет важнейшую роль во всех высших функциях мозга – движении, внимании, мышлении, планировании и принятии решений, - пишет sciencedaily.com со ссылкой на Neuron.
Обычно ученые не обращают внимание на мозжечок. Долгое время считалось, что мозжечок, неудобно расположенная в нижней части мозга, контролирует только движение. Как правило, исследователей интересуют высшие функции мозга.
Но ученые из Школы медицины Университета Вашингтона в Сент-Луисе доказывают, что игнорировать мозжечок ошибочно. Полученные результаты показывают, что мозжечок участвует в выполнении и высших функций мозга.
«Самым большим сюрпризом для меня было открытие того, что 80 процентов мозжечка посвящено умным вещам, - сказал старший автор Нико Дозенбах, доктор медицины, доцент неврологии, специалист по терапии и педиатрии. - Все думали, что мозжечок отвечает за движение. Если ваш мозжечок поврежден, вы не можете двигаться плавно - ваша рука резко дергается, когда вы пытаетесь дотянуться до чего-то. Наше исследование убедительно доказывает, что мозжечок отвечает не только за качество движения, но и за состояние наших мыслей, структурируя их, исправляя, совершенствуя».
Дозенбах является одним из основателей Midnight Scan Club - группы нейрофизиологов Вашингтонского университета, которые ночами по очереди изучали собственные мозги на МРТ-сканере, чтобы генерировать огромное количество высококачественных данных для исследований. Предыдущий анализ данных Midnight Scan Club показал, что, измеряя функциональную связность мозга с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии, может надежно выявлять фундаментальные различия в индивидуальной работе мозга.
Постдокторант, кандидат наук и первый автор Скотт Марек решил применить аналогичный анализ к мозжечку. Проблема в том, что на МРТ, как правило, плохо видно нижний этаж мозга, и поэтому снимки мозжечка имеют плохое качество. Но член Midnight Scan Club Марек, мог сканировать мозг каждого из 10 человек в течение более чем 10 часов, чего было более чем достаточно для того, чтобы серьезно взглянуть на мозжечок.
Для хорошо изученной церебральной коры головного мозга построена карта, показывающая, как отдаленные области мозга соединяются в сети, контролирующие зрение, внимание, речь, движение. Используя сети коры в качестве шаблона, Марек мог идентифицировать подобные сети в мозжечке. Примечательно, что сенсорные сети – зрение, слух, осязание - в нем отсутствуют, а движению посвящено только 20 процентов мозжечка - примерно такая же часть, как и в коре головного мозга. Остальные 80 процентов заняты сетями, участвующими в познании более высокого порядка: сеть внимания; сеть, связанная с мечтами, воспоминаниями, праздными размышлениями, и две сети, которые контролируют исполнительные функции, такие как принятие решений и планирование.
«Сетей исполнительных функций в мозжечке очень много, - сказал Марек. – Мы должны полностью изменить свое понимание мозжечка как управляющего движением и увидеть, что он активно контролирует более высокий уровень познания».
Исследователи измерили время активности мозга и обнаружили, что мозжечок все время был последним этапом в неврологической цепочке. До отправки сигналов в мозжечок они были получены через сенсорные системы и обработаны в промежуточных сетях коры головного мозга. По мнению исследователей, в мозжечке сигналы проходят окончательные проверки качества, а затем отправляются обратно в кору головного мозга для реализации.
«Если вы представите линию сборки, то мозжечок - это тот человек, который в конце проверяет автомобиль и говорит: «Это хорошо, мы его продадим» или «У этого есть вмятина, мы должны вернуться и отремонтировать его», - сказал Дозенбах. - Это то место, где все ваши мысли и действия становятся более изысканными и проходят контроль качества».
Известно, что у людей с повреждением мозжечка действия становятся раскоординированными, походка неустойчивой, речь невнятной, возникают трудности с тонкой моторикой, такой как прием пищи. Мозжечок также довольно чувствителен к алкоголю, что является одной из причин нестабильной походки у людей, употребивших слишком много напитков. Но теперь новые данные могут помочь объяснить, почему пьяные люди с трудом могут мыслить – мозжечок не может выполнять контроль не только над моторной функцией, но и над исполнительными.
Марек также провел индивидуальные анализы сетей у 10 человек. Он обнаружил, что, хотя функции мозга расположены примерно в одинаковой схеме в каждом мозжечке, существует достаточно много индивидуальных различий, чтобы отличать друг от друга снимки мозга двух участников. Теперь исследователи изучают, как эти индивидуальные различия в мозжечковых сетях связаны с интеллектом, поведением, такими личностными особенностями, как адаптивность или психические отклонения.
«Многие люди, которые изучают связь между функцией мозга и
поведением, просто игнорируют мозжечок, - сказал Дозенбах. - Они
отрывают эти данные и выбрасывают их, потому что не знают, что с
ними делать. Но в мозжечке в четыре раза больше нейронов, чем в
коре головного мозга, поэтому, если вы отказываетесь его изучать,
то вы уже выстрелили себе в ногу, прежде чем начать. Визуализация
всего человеческого мозга должна помочь понять, как все это
работает. Вы не можете увидеть, как слаженно работает вся цепь,
если вам не хватает основной ее части».
[Фото: sciencedaily.com, friedreichsataxianews.com]
