Takto váš mozek předpovídá budoucí události

Mozky se učí, jak předvídat budoucí události ze vzorců. Tento proces se nazývá „anticipační načasování“ a umožňuje nám úspěšně komunikovat s okolním světem. Jak to funguje?

Nová studie zkoumá, jak může mozek předvídat události a co se stane s tímto mechanismem v některých neurodegenerativních podmínkách.

Předvídavé načasování je částečně to, co nám umožňuje přijímat nejvhodnější rozhodnutí ve velmi dynamickém světě.

Ale na co se tento proces spoléhá?

Nová studie provedená vědci z Kalifornské univerzity v Berkeley vysvětluje, že při předvídání výskytu se lidský mozek počítá se dvěma odlišnými systémy.

„Naše studie naznačuje, že načasování není jednotný proces, ale ať už jde o sport, hudbu, řeč nebo dokonce o přidělení pozornosti, ale že existují dva odlišné způsoby, jak časově předpovídáme, a ty závisí na různých částech mozku,“ říká vedoucí autor studie Assaf Breska, postgraduální vědecký pracovník v neurovědě.

„Společně,“ uvádí hlavní autor studie prof. Richard Ivry, „tyto mozkové systémy nám umožňují nejen existovat v daném okamžiku, ale také aktivně předvídat budoucnost.“

Vědci zjistili, že jeden systém nám umožňuje předvídat budoucí události na základě našich minulých zkušeností, zatímco jiný systém je založen na identifikaci rytmických vzorců.

Jak však tyto dva systémy fungují? „Nastartují“ se v různých časech, v závislosti na kontextu, na který musíme reagovat?

Autoři studie se domnívají, že odpověď na tuto otázku by nám také mohla pomoci lépe pochopit, jak mozek funguje v různých neurodegenerativních podmínkách.

To by zase umožnilo specialistům přijít s lepšími strategiemi péče o lidi žijící s takovým stavem.

Oblasti mozku pověřené „načasováním“

V nedávné studii - jejíž zjištění se nyní objevují v časopise PNAS - vědci pracovali s lidmi s Parkinsonovou chorobou nebo cerebelární degenerací.

Obě tyto stavy se vyznačují problémy s koordinací a rovnováhou, i když se zdá, že ovlivňují různé oblasti mozku.

Zatímco Parkinsonova choroba ovlivňuje nervové dráhy v bazálních gangliích, což je oblast hluboko uvnitř mozkové kůry, v mozkové degeneraci dochází k progresi odumírání nervových buněk v mozečku.

Vědci porovnali způsoby, kterými lidé s každou podmínkou používali časová upozornění k reakci na různé testy.

Všichni účastníci studie reagovali na dvě různé sekvence barevných čtverců blikajících na obrazovce počítače. V prvním cvičení následovaly barevné čtverce střídavě, rytmickým tempem.

Ve druhém cvičení následovaly barevné čtverce jeden po druhém v jiném vzoru, který nesledoval stejný ustálený rytmus.

Během těchto testů vědci zjistili, že účastníci s Parkinsonovou chorobou měli tendenci dosahovat lepších výsledků při cvičení složitého vzorce, zatímco ti s cerebelární degenerací lépe reagovali na test rytmické posloupnosti.

"Ukazujeme, že pacienti s cerebelární degenerací jsou narušeni používáním nerytmických dočasných podnětů, zatímco pacienti s degenerací bazálních ganglií spojených s Parkinsonovou chorobou jsou narušeni používáním rytmických podnětů," říká profesorka Ivry.

Tato zjištění umožnila týmu identifikovat, které oblasti mozku byly spojeny s jakým předvídacím časovacím systémem. Autoři dospěli k závěru, že rytmické načasování odpovídá bazálním gangliím, zatímco intervalové načasování - na základě vzpomínek na předchozí zkušenosti - odpovídá mozečku.

Klinické důsledky

Důležité je, že vědci dodávají, že to zpochybňuje předchozí teorie naznačující, že předběžné načasování je výsledkem monolitického systému.

"Naše výsledky naznačují alespoň dva různé způsoby, jak se mozek vyvinul, aby předvídal budoucnost," vysvětluje Breska.

"Systém založený na rytmu je citlivý na periodické události ve světě, které jsou vlastní řeči a hudbě." A intervalový systém poskytuje obecnější předvídatelnou schopnost, citlivou na časové zákonitosti, a to i při absenci rytmického signálu. “

Assaf Breska

Autoři také dodávají, že studie naznačuje, že pokud by jeden z těchto dvou systémů přestal správně fungovat, mozek by se ve skutečnosti mohl spolehnout na předvídatelné načasování druhého. To může mít důležité důsledky pro to, jak specialisté zvládají péči o lidi s Parkinsonovou chorobou nebo cerebelární degenerací.

"Naše studie identifikuje nejen předvídatelné kontexty, ve kterých jsou tito neurologičtí pacienti narušeni, ale také kontexty, ve kterých nemají žádné potíže, což naznačuje, že bychom mohli upravit jejich prostředí, aby jim usnadnilo interakci se světem tváří v tvář jejich symptomům." , “Poznamenává Breska.

Vědci se domnívají, že některé způsoby, jak pomoci lidem vyrovnat se s poškozením jednoho ze dvou „časovacích“ systémů v mozku, by mohly zahrnovat aplikace a počítačové hry určené k trénování mozku, stejně jako techniky hluboké stimulace mozku.

none:  chirurgická operace rakovina plic prasečí chřipka