CasaCocheCurro »Чи знали ви це. »Існує залежність між розміром мозку та інтелектом

існує

Міжнародній групі вчених вдалося створити карту людських генів, які збільшують або перешкоджають стійкості мозку до різних неврологічних та психічних розладів. Завдяки цьому дослідженню, опублікованому в Nature Genetics, було виявлено нові гени, які могли б пояснити відмінності між розміром мозку та інтелектом. Результати також можуть бути корисними при розробці нових фармакологічних методів лікування.

Зміст інформації:

Професор Томпсон та його колеги в Австралії та Нідерландах запустили проект ENIGMA ("Удосконалення методів генетичної візуалізації за допомогою мета-аналізу") три роки тому, присвячений об'єднанню сканованих зображень мозку та геномних даних.

"Кожен центр не зміг самостійно переглянути достатньо сканувань, щоб отримати остаточні результати", - визнав професор Томпсон. "Поділившись нашими даними за допомогою проекту ENIGMA, ми створили зразок, достатньо великий, щоб виявити чіткі закономірності генетичних змін і показати, як ці зміни фізично змінюють мозок".

Ця робота відрізняється від попередніх тим, що розмір головного мозку та центрів пам'яті вимірювали за допомогою множинних магнітно-резонансних зображень (МРТ), отриманих у понад 21 100 здорових людей, чия ДНК (дезоксирибонуклеїнова кислота) була скринінована.

"Попередні дослідження виявили загальні гени ризику захворювання, але як ці гени впливають на мозок, достеменно невідомо", - пояснив професор Томпсон. "З цієї причини наша команда вирішила сканувати мозок з усього світу в пошуках генів, які виконують безпосереднє захисне завдання або завдають шкоди мозку".

Наукова група спостерігала незначні зміни в генетичному коді людей з меншим розміром мозку. За словами команди, центри пам'яті також були меншими. Слід зазначити, що однакові гени впливають на мозок подібним чином незалежно від географічного походження досліджуваного.

"Мільйони людей переносять зміни в своїй ДНК, які збільшують або зменшують сприйнятливість їх мозку до широкого кола захворювань", - сказав дослідник UCLA. «Після ідентифікації гена можна обробити його препаратом, щоб зменшити ризик захворіти. Також можна вжити профілактичних заходів за допомогою фізичних вправ, дієти та розумової стимуляції з метою усунення наслідків дефектного гена ».

Команда також придумала гени, які можна віднести до індивідуальних відмінностей інтелекту, і виявила варіант гена під назвою HMGA2, який впливає на розмір мозку та інтелект. ДНК має чотири азотистих основи: A, C, T і G, а люди, у яких ген HMGA2 має C замість T, мають більший мозок і ефективніше виконують стандартизовані тести IQ.

Мозок не пам’ятає, як важко

На вулиці ми зустрічаємо старого знайомого. Ми трохи поспілкувались і домовились подзвонити один одному, щоб одного разу поговорити спокійніше. Він дає нам свій номер телефону, але нам нема чим це записати. Це не має значення. Ми недалеко від дому, і ми напевно зможемо запам’ятати номер, поки не приїдемо, і не зможемо внести його в порядок денний.

Цифрове видання Current Biology зібрало дані досліджень, які показали, що мозок безперервно повторює інформацію через короткочасну пам’ять, відому як робоча пам’ять, але що мозок не здатний тривалий час запам’ятовувати складну інформацію.

Здатність утримувати нову інформацію в мозку протягом короткого періоду є дуже поширеним і необхідним ресурсом для задоволення потреб у повсякденному житті. Ця здатність, відома під назвою робоча пам’ять, дозволяє нам, наприклад, мати змогу ненадовго зберегти номер телефону, імена людей, яких ми щойно зустрічали, або спосіб дістатися до місця, де ми ніколи раніше не були.

Вчені давно підозрювали, що робоча пам’ять працює, активізуючи або повторюючи інформацію, щоб зберегти її в пам’яті. Незважаючи на це, ця теорія не була доведена через відсутність досить точних вимірювальних приладів. Зараз міжнародній групі неврологів вдалося підтвердити гіпотезу.

Дослідники провели експеримент з вісьмома здоровими дорослими, яким змусили бачити різні зображення та запам'ятовувати деякі деталі. Використовуючи ультрасучасну техніку запису нервової активності, яка називається магнітоенцефалографія, разом із розробкою нових методів аналізу, автори дослідження змогли декодувати, мілісекунду за мілісекундою, мозкову активність учасників, пов’язану з підтримкою зображень пам'яті.

Тета коливання
Дослідники знайшли докази того, що інформація постійно повторюється у свідомості. Вони також виявили, що нервовим механізмом, відповідальним за координацію цього повторення, були ритмічні коливання мозку, які називаються тета-коливаннями, які відбуваються з частотою від 4 до 8 Гц.

Ці результати вперше демонструють, що робоча пам'ять пов'язана з періодичним повторенням інформації в мозку і що механізми, що координують це повторення, періодично покращують точність робочої пам'яті.

Проти несправедливості мозок

Мозок автоматично реагує на несправедливість. Європейське розслідування виявляє, що реакція людини на несправедливі ситуації відбувається автоматично через підвищену активність мигдалини мозку. Згідно з дослідженням, чоловіки виявляють більшу агресивність, ніж жінки, у таких ситуаціях.

Коли людина відмовляється поділитися чимось із іншим, мозок останнього має механізми, що викликають автоматичну реакцію, пов’язану з тим, що вона вважає справедливим чи несправедливим. Відповідальним за цю реакцію є мигдалина мозку. Про це свідчить європейське дослідження, опубліковане в журналі PLoS Biology.

Дослідники перевірили це почуття справедливості у 35 гравців, вимірюючи активність мозку за допомогою функціональної магнітно-резонансної томографії (fMRI). Гра складалася з того, що один гравець пропонував іншому фіксовану суму грошей, щоб поділитися між ними. Останній може прийняти пропозицію і взяти гроші або відхилити їх, і в цьому випадку жоден гравець нічого не отримує.

"Якщо сума, яку потрібно розподілити, становить 100 шведських крон, і вони поділяються на дві, 50 і 50 крон, кожен приймає, оскільки це вважається справедливим", - пояснює Катаріна Госпіч, провідний автор дослідження та дослідник Інституту Каролінської в Стокгольмі ( Швеція).

Однак, якщо гравець пропонує зберегти 80 крон і дати іншій людині 20, це вважається несправедливим. Це пояснює, що приблизно в половині випадків гравець, який повинен отримати гроші, відхиляє пропозицію, навіть якщо він втрачає 20 крон.

Ключ, мозок мигдалини
Завдяки функціональній МРТ експерти виявили, що область мозку, відповідальна за контроль за фінансовими рішеннями, розташована в мигдалині, а не в префронтальній корі та острові, як пропонували попередні дослідження. Ця область мозку регулює почуття гніву та страху, а також реагує на несправедливість. Тенденція агресивної реакції та покарання гравця, який запропонував несправедливий розподіл грошей, пов’язана із збільшенням активності в мигдалині.

Те саме не сталося, коли гравцям дали транквілізатор проти тривоги (бензодіазепін): вони виявляли низький рівень активності в цій області мозку, незважаючи на те, що гроші розподіляли несправедливо. Крім того, робота показує, що чоловіки реагують агресивніше, ніж жінки, на ситуації такого типу, різниця, яка не реєструється при прийомі транквілізаторів.

"Результати можуть мати етичні наслідки, оскільки вживання певних ліків може однозначно впливати на щоденні рішення", - робить висновок Мартін Інгвар, інший з авторів дослідження та дослідник Інституту Каролінської у Стокгольмі (Швеція).

Мозок в режимі очікування

Що робить мозок, коли нам здається, що він нічого не робить? Стани спокою мозку, ті стани, про які ми можемо думати, що мозок нічого не робить, широко вивчались у численних наукових роботах. Високопродуктивний журнал Nature Reviews Neuroscience публікує цього місяця збірник знань, пов’язаних із цим напрямком досліджень, отриманих за останні роки завдяки моделям на тваринах, зокрема, в неокортексі приматів.

Стаття Nature Neuroscience є довідковим оглядом, представленим Густаво Деко, директором відділу пізнання та мозку Департаменту інформаційних та комунікаційних технологій (DTIC) та дослідником ICREA в Університеті Помпеу Фабра, разом із двома видатними експертами в цій галузі Віктором. К. Йірса, дослідник CNRS у Марселі, а також у Флоридському Атлантичному університеті (США), та Ентоні Р. Макінтош, з Дослідницького інституту Ротмана в Торонто (Канада), автори, які зазвичай працюють разом і є світовими джерелами.

Кілька досліджень, в яких ці автори брали участь, серед інших, показали, що очевидна спонтанна активність мозку не є випадковою. Функціональне вивчення великих нейронних систем за допомогою методів магнітно-резонансної електрофізіології показало високо узгоджену мережеву організацію, яка не залишає нічого випадковому.

Коли здається, що мозок нічого не робить ...

Так звані стани спокою мозку, ті, при яких здається, що мозок нічого не робить (стан спокою), широко вивчались у численних роботах. У цій роботі, що має велику цінність для усього наукового співтовариства, автори зосереджують свою увагу на результатах, отриманих під час вивчення трьох модельних систем нейронних мереж в неокортексі приматів та їх внеску в локальну динаміку мозку, уповільнення сигнал передачі мозку та шум щодо появи мереж спокою.

Автори пропонують, щоб утворення та розчинення цих спотворених мозкових структур відповідало активним зусиллям, які досліджують конфігурацію функціональних нейронних мереж навколо певних анатомічних структур мозку.

Як ті самі автори показали в попередніх дослідженнях (PNAS, 2009), різні елементи втручаються в оптимальний стан спокою мозку: структурні елементи, певне уповільнення та коливання сигналу, те, що називали шумом і що забезпечує певний ступінь невизначеності системи, але всі вони необхідні для досягнення оптимального стану спокою мозку.

Насправді, коли здається, що мозок нічого не робить, це тоді, коли він насправді представляє цілком особливу динаміку, яка характеризується сильною активністю певних ділянок кори, які активуються та деактивуються антикорельованим способом та на наднизькому рівні частота всього 0,1 Гц. Те, що досліджувані області є антикорельованими, пов’язано з тим, що коли одна активована, інша - ні, і навпаки. Це, наприклад, було показано в біномалі самоаналізу та уваги. Коли активовано самоаналіз, область, що відповідає увазі, деактивується, і навпаки.

Це напрямки досліджень, які відкривають нові перспективи для діагностики кількох загальних та важливих захворювань, таких як хвороба Альцгеймера або шизофренія, спільних захворювань тим, що вони мають подібні характеристики в станах спокою кори головного мозку, найчистішому стані мозок, оскільки це стан, при якому відсутні подразники, пов’язані з дією.

Одним із важливих видів діяльності для вдосконалення та розуміння обсягу цих знань була здатність будувати обчислювальні моделі відповідно до фізіологічних даних, отриманих на моделях тварин. Теоретизації, які мали вирішальне значення для розуміння складних процесів, пов’язаних із функціонуванням мозку вищих організмів, і це є головним завданням дослідження, проведеного автором-координатором роботи Густаво Деко.

Наш мозок передбачає майбутнє

Недавні дослідження виявляють підказки про те, що мозок пророкує майбутнє. Як? Отримавши певний стимул, мозок виконує `` прогностичне кодування '', щоб створити психічне сподівання на те, що буде далі. Тобто він використовує механізми, які використовують переваги недавньої інформації для прогнозування майбутнього, і розуміння яких представляє великий інтерес для наукового співтовариства, яке починає досліджуватися далі.

Проект NEUROINT ("Як мозок кодує минуле, щоб передбачити майбутнє"), який фінансується ЄС, очолюваний доктором Урі Хассоном з Університету Тренто, Італія, використовує деякі найсучасніші методи нейронної візуалізації, щоб визначити, яким є минуле закодовані в мозку людини і як це впливає на обробку нової інформації. Доктор Ханссон отримав стартовий грант від Європейської дослідницької ради (ERC) у розмірі 978 678 євро на це дослідження.

Прогностичне кодування важливо, оскільки воно дає тваринам, включаючи людину, когнітивні переваги.

Команда NEUROINT запустила комплексну наукову програму, щоб зрозуміти, як закодовані закономірності недавнього минулого і як вони ведуть до кодів, які передбачають майбутні стани.

Мозкові регіони передбачають майбутнє
Попередні дослідження вказували на те, що система прогнозування базується на трьох нейронних системах. Група вищезгаданого дослідження припускає, що структури середнього скроневого мозку, такі як гіпокамп та парагіпокампальна кора, кодують статистичну інформацію з недавнього минулого та перевіряють можливість отримання прогнозів.

З іншого боку, кортикальні регіони вищого рівня дають прогнози «зверху вниз», тоді як сенсорні кори нижчого рівня обробляють сенсорну інформацію «знизу вгору». Вони також протиставляють цю інформацію прогнозам регіоналів вищого рівня.

NEUROINT перевіряє цю гіпотезу, використовуючи неврологічні методи візуалізації з високою просторовою та часовою роздільною здатністю, з метою вивчення активності, що відбувається в цих трьох нейрональних системах, та їх взаємодії.

Отримані дані могли б надати важливу інформацію про фундаментальний процес людського мозку та розширити знання, якими володіє про спосіб обробки недавнього минулого. Ця інформація може бути використана для адаптації до майбутніх подій.

Якщо ви хочете прочитати більше таких новин, як Існує залежність між розміром мозку та інтелектом, Рекомендуємо ввести категорію Ти знав. .