El cerebro es nuestra torre de control. Una complicadísima red de redes que produce actividad psicológica y física todo el tiempo a través de una cantidad impresionante de oscilaciones electromagnéticas de alta frecuencia. Cada cosa que pensamos corre en una red neuronal, todo lo que hacemos se desliza en otras, de hecho, desde la mitad de la década de los noventa, la ciencia de las redes neuronales ha intentado caracterizar la complejidad producida en la conducta macroscópica de un sistema donde elementos interactivos combinan la estadística aleatoria con la regularidad.
Y los cerebros bullen con actividad. No olvidemos que utilizamos toda la materia que tenemos y cada red neuronal anda ocupada en algo en algún momento. De hecho, el tiempo y la velocidad en que ocurren estas ocupaciones continúan siendo estudiadas todo el tiempo. Neurólogos se preguntan cómo evita el cerebro un atasco profundo de información, especialmente en esas redes que usamos todo el tiempo y que nos regalan pensamientos, sentimientos, movimientos; en esas ocupadas intersecciones que se comunican en distintas frecuencias.
Pues bien, ahora, equipos estadounidenses y alemanes decidieron utilizar otra técnica para estudiar las redes cerebrales y sus frecuencias.
“Muchas condiciones neurológicas y psiquiátricas presentan problemas en las señales en las redes cerebrales. Examinar la estructura temporal de la actividad cerebral desde esta perspectiva puede ayudarnos a entender condiciones psiquiátricas como la depresión y la esquizofrenia, donde marcadores estructurales son escasos”, explica el profesor de neurología y coautor del estudio, Mauricio Corbetta, de la Universidad de Washington.
MRI y MEG
Posiblemente has leído o escuchado sobre las resonancias magnéticas. Estos aparatos no sólo se han convertido en la máquina de diagnóstico por excelencia sino que son el ‘juguete’ preferido para estudiar el cerebro. Estas resonancias, especialmente las funcionales, miden el flujo de sangre en las distintas estructuras neuronales, las redes que más trabajan en una función específica, más sangre demandan y reciben y eso lo pueden ver los científicos mientras hacen sus experimentos. Sin embargo, esta tecnología tiene sus limitaciones.
“La resonancia magnética sólo nos permite rastrear la actividad neuronal en el cerebro de forma indirecta; además, es incapaz de rastrear actividad que anden en las frecuencias de más de 0.1 hertzio, es decir, una vez cada diez segundos. Pero sabemos que hay señales en el cerebro que viajan en un ciclo tan alto como 500 hertzios, o 500 veces por segundo”, dice Corbetta.
Por ello usaron otro tipo de tecnología. Se le conoce como magnetoencefalografía (MEG), una técnica que puede detectar cambios pequeños en campos magnéticos cerebrales, precisamente, esos cambios que causan que muchas células se activen al mismo tiempo; además, puede detectar esta señales a niveles de hasta 100 hertzios.
Frecuencias diferentes
“Descubrimos que redes neuronales distintas funcionan en diferentes frecuencias, como relojes que marcan su tic-tac a velocidades distintas”, explica el autor principal del experimento Joerg Hipp de Hamburg-Eppendorf, en Alemania.
Los científicos nos dan varios ejemplos respecto a lo que observaron. Nos dicen que, por ejemplo, cuando medían redes en el hipocampo, una región que tiene que ver mucho con la formación de la memoria, las frecuencias utilizadas eran de unos 5 hertzios. Por otro lado, las regiones que tienen que ver con los sentidos y el movimiento corrían entre 32 y 45 hertzios. Los investigadores nos dicen que todos estos caminos y rutas en distintas frecuencias parecen un mapa aéreo con rutas que coinciden y se solapan pero cada una marcando el paso a una velocidad distinta. Las redes dependen del tiempo.
Los investigadores usaron 43 voluntarios saludables para que se sometieran al MEG y así analizar la actividad cerebral.
El objetivo principal es estudiar la estructura temporal del cerebro y cómo los cambios espaciales pueden afectar el comportamiento neuronal produciendo problemas mentales como los ya considerados. Este tipo de aparato puede significar innumerables beneficios en el diagnóstico y evaluación de estas redes que intervienen en condiciones mentales débiles.
الدماغ هو برج التحكُّم لدينا.
يتكوّن من شبكة معقدة جداً من الشبكات المُنتجة لنشاط نفسيّ وماديّ طوال الوقت، ومن خلال كميّة رائعة من التذبذبات الكهرومغناطيسيّة ذات التوتّر العالي.
كل شيء نفكّر به، يجري ضمن شبكة عصبية، كل ما نقوم بفعله يتسلل من شبكات أخرى، في الواقع، وإعتباراً من منتصف عقد التسعينيات من القرن الماضي، حاول علم الشبكات العصبيّة توصيف التعقيد الناتج في السلوك الميكروسكوبي لنظام فيه عناصر تفاعليّة، تقوم بالمؤالفة بين الإحصاء الإحتماليّ والإنتظام أو الدقّة.
تعجّ الأدمغة بالنشاط. يجب ألا ننسى بأننا نستخدم كل المادة التي نمتلكها، وتنشغل كل شبكة عصبية بشيء ما بلحظة ما.
في الواقع، ما تزال مسألتي زمن وسرعة هذا الإنشغال قيد الدراسة طوال الوقت.
يتساءل أخصائيُّو أعصاب، كيف يتفادى الدماغ حصول إزدحام عميق بالمعلومة، خصوصا في تلك الشبكات، التي نستخدمها طوال الوقت، والتي تقدم لنا الأفكار والمشاعر والحركات، كهديّة، في هاتيك المقاطع المشغولة والتي تتصل على ترددات مختلفة.
حسناً، يسعى، حالياً، فريق بحث أميركي وألماني لإستخدام تقنية أخرى لدراسة الشبكات الدماغيّة وتردداتها.
يشرح أستاذ علم الأعصاب والمشارك بالبحث ماوريثيو كوربيتا من جامعة واشنطن، قائلاً:
"تُبيّن شروط عصبية ونفسيّة حضور مشاكل في الإشارات ضمن الشبكات الدماغيّة. بفحص البنية الزمنيّة للنشاط الدماغيّ، إنطلاقاً من هذه النقطة، يمكن أن يساعدنا على فهم الشروط النفسيّة لحالات من قبيل الإكتئاب والشيزوفرينيا، حيث تندر المؤشرات البنيوية حولها".
التصوير بالرنين المغناطيسيّ MRI ومسجّل النشاط الدماغيّ MEG
ربما سمعتم أو قرأتم عن تقنيات الرنين المغناطيسيّ. لا تشكّل أجهزتها أداة فعّالة بتشخيص الأمراض فقط، بل هي، كذلك، "اللعبة" المفضّلة لدراسة الدماغ.
تقيس تقنيات الرنين، تلك، الوظائفيّة وتدفق الدم في البنى العصبيّة المختلفة على نحو خاص، فالشبكات التي تعمل بشكل أكبر بوظيفة نوعيّة، ستحتاج لدم أكثر، وتقوم بإستقباله، فيتمكن العلماء من رؤية كل هذا خلال تنفيذ تجاربهم.
مع هذا، لهذه التقنية حدود معيّنة.
يقول كوربيتا:
"يسمح لنا الرنين المغناطيسي بإقتفاء أثر النشاط العصبونيّ في الدماغ فقط، وبصورة غير مباشرة، إضافة لأنه غير قادر على إقتفاء أثر النشاط الجاري بترددات أكبر من 0.1 هيرتز، ما يعني مرّة واحدة كل 10 ثواني. لكن، نعرف بوجود إشارات في الدماغ تجتاز حلقة عليا تصل الى 500 هيرتز أو 500 مرّة بالثانية".
لهذا، إستخدموا نمطاً تقنيّاً آخراً. وهو نمط معروف تحت إسم مسجل النشاط الدماغيّ أو مُخطِّط الدماغ المغناطيسي، ويشكّل تقنية يمكنها إكتشاف تغيرات صغيرة بحقول مغناطيسية دماغيّة، وبدقّة هي التغيرات التي تسبّب تنشيط كثير من الخلايا بذات الوقت، إضافة لتمكنها من كشف تلك الإشارات بمستويات تصل إلى 100 هيرتز.
ترددات مختلفة
يشرح الباحث الرئيسيّ في العمل يورغ هيب من ألمانيا، قائلاً:
"اكتشفنا بأنّ شبكات عصبونية مختلفة، تعمل بترددات مختلفة، كالساعات التي تسجل دقّاتها على سرعات مختلفة".
يقدم لنا العلماء أمثلة متعددة نسبة لما لاحظوه في العمل. يخبرونا على سبيل المثال، أنّه عندما قاموا بقياس شبكات في الحُصين (وهي منطقة دماغية لها إتصال كبير بتكوين الذاكرة)، فقد بلغت الترددات المستخدمة حدود 5 هيرتز. من جانب آخر، في المناطق ذات الصلة بالحواس والحركة، فقد بلغت الترددات المستخدمة بها ما بين 32 و45 هيرتز.
يُخبرنا الباحثون بأنّ كل تلك الطرق والمسارات بترددات مختلفة، تظهر كخارطة جويّة مع طرق تلتقي وتتداخل، ولكن، يُسجّل كل طريق الخطوات بسرعة مختلفة.
تعتمد تلك الشبكات على الزمن.
أجرى الباحثون إختباراتهم على 43 متطوع سليم، لاخضاعهم للتصوير الدماغي MEG وتحليل النشاط الدماغي.
يتمثل الهدف الرئيسي بدراسة البنية الزمنية للدماغ؛ وكيف يمكن للتغيرات المكانيّة أن تؤثّر على السلوك العصبونيّ، فتُنتج مشاكل عقليّة تؤخذ بعين الإعتبار.
يمكن أن يقدم هذا الجهاز عدد غير محدّد من الفوائد عند تشخيص وتقييم تلك الشبكات العصبونية، التي تتدخّل بالظروف العقلية الضعيفة.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق