Hoy nos alejaremos un poco de considerar estudios basados en nuestra física / química favorita y volcaremos nuestra atención a los estudios del cuerpo humano. Más precisamente, el estudio del cerebro. Este cuerpo es tan complejo que todos los estudios anteriores dieron una respuesta y 10 nuevas preguntas, por así decirlo. Más específicamente, hoy consideraremos un estudio que intenta responder la pregunta: ¿cómo predice el cerebro el futuro? Y no, no hablaremos de cartas del tarot, café molido, astrología y otras cosas no científicas. Hablaremos sobre cómo el cerebro humano, utilizando el conocimiento existente, construyendo cadenas lógicas y analizando la situación, puede predecir el futuro cercano. Los investigadores prestaron atención a este aspecto no por curiosidad ociosa, sino para comprender mejor los procesos en el cerebro humano durante el desarrollo de ciertas enfermedades, incluida la enfermedad de Parkinson. ¿Qué aprendieron exactamente los científicos, cómo realizaron experimentos y qué podría significar esto para la medicina en el futuro? El informe nos ayudará a encontrar respuestas a estas preguntas. Vamos
Base de estudioDicho exagerado, el cerebro es el órgano más importante del hombre. Por supuesto, sin un corazón, el cerebro no recibirá el oxígeno que necesita tanto y morirá, ¿entonces el corazón es más importante? Derecho? Estoy de acuerdo, todos los órganos son importantes, todos los órganos son necesarios. Sin embargo, nuestro cerebro controla todo lo demás: otros órganos, sistemas, procesos. Tu nariz peinada: lo sabes gracias a los receptores que transmiten información al cerebro. Un ejemplo banal, pero entiendes la esencia. Como conclusión, perder la fuerza de su cerebro es uno de los peores que le puede pasar a una persona. Y, desafortunadamente, hay muchas enfermedades que con una fuerza u otra "suprimen" el funcionamiento normal del cerebro: demencia, enfermedad de Parkinson, enfermedad de Alzheimer, etc. Incluso los trastornos mentales están directamente relacionados con el funcionamiento del cerebro, o más bien, con los trastornos que ocurren en este órgano. Un sistema tan complejo, comparable con la biocomputadora más poderosa del planeta, se ha estudiado desde tiempos inmemoriales, pero nadie ha podido describir el cerebro humano al 100%, aunque ya sabemos mucho, pero esto está lejos de todos los secretos que nuestro " computadora personal ".
Hoy, los científicos decidieron prestar atención a un concepto tan vago como "predicción del futuro". Suena como el nombre de un programa de televisión barato, todo lo que falta es una bola de cristal y la frase "Ya veo, ya veo ...". Pero las bromas son bromas, y nuestro cerebro es capaz de hacerlo, aunque no a un nivel tan paranormal como a muchos les gustaría.
Toda la esencia radica en pequeñas cosas, a veces invisibles, eventos y acciones. Como ejemplo, los científicos le dan a un jugador de baloncesto que, en vista de la experiencia, tira la pelota de tal manera, asegurándose de que la pelota golpeará la red. Sí, esto se parece más al conocimiento o una relación causal, pero la palabra "predicción" es adecuada como un término corto, simple y bastante vívido. Además, aquellos de ustedes que usan automóviles podrían notar que muchos conductores comienzan a moverse literalmente una fracción de segundo antes de que el semáforo se ponga verde. Todo esto no es estupidez como la actividad paranormal, y Scully y Mulder no deberían llamarse. Todos estos son los resultados de los complejos procesos de nuestro cerebro. Incluso cuando lanzan una pelota entre sí, ¿por qué lo atrapan? Ves su trayectoria, porque sabes cómo tu amigo hace un tiro con mayor frecuencia. Nuestro cerebro recopila dicha información y la almacena para su uso futuro con el fin de simplificar ciertas tareas. ¿Por qué analizar algo que ya sucedió exactamente igual? Puede responder al proceso de acuerdo con un patrón conocido y obtener el resultado deseado. En el ejemplo de nuestros hijos: atrapar una pelota.
No nos damos cuenta de todos estos procesos de pensamiento, no pensamos en ellos (no importa cuán divertido sea). Pero la interrupción de estos procesos afecta la vida de las personas que sufren diversas enfermedades del cerebro y del sistema nervioso.
Para entender cómo hacer la vida más fácil para esas personas, primero debe comprender claramente el principio de funcionamiento de este mecanismo de predicción que utiliza nuestro cerebro. ¿Es sensible al contexto o está ahí, como tal?
En primer lugar, los científicos señalan que las predicciones temporales pueden estar asociadas con la cuasiperiodicidad de una serie de estímulos (habla, música, movimientos biológicos). Es decir, los cambios endógenos están asociados con señales periódicas externas. Por otro lado, también se pueden formar pronósticos temporales si solo hay una serie de eventos aperiódicos. También se pueden formar completamente de forma aislada, cuando ya conocemos la brecha entre los dos eventos. Este último está bien descrito por el ejemplo del controlador que mencioné anteriormente. El conductor a menudo conduce en alguna carretera donde hay un semáforo. Él sabe muy bien cómo funciona este semáforo. Y el conductor ya no necesita mirarlo para comenzar en el momento en que se enciende la luz verde. Esta es una formación de pronóstico aislada en vista del conocimiento previamente adquirido con respecto a esta situación particular. En este caso, el cerebro del conductor no solo sabe que en condiciones normales la luz verde se encenderá, sino que también sabe cuándo sucederá. Lo llamamos el cronómetro interno. Por lo tanto, esta predicción es temporal, es decir, el cerebro anticipa el evento después de un cierto tiempo.
Los neurocientíficos todavía discuten sobre la naturaleza y el mecanismo de los pronósticos temporales. En el estudio de hoy, los científicos creen haber encontrado dónde está la respuesta a la pregunta del origen de los pronósticos del tiempo: el cerebro. Pero esto es comprensible. Más específicamente en el cerebelo y los ganglios basales.
Aquí podemos ver la ubicación del cerebelo.El primer "pedazo del cerebro", el cerebelo, es el departamento responsable de la coordinación de nuestros movimientos y equilibrio. Está directamente conectado con la corteza cerebral, la médula espinal, el sistema extrapiramidal, el tronco encefálico y, con quien piensas, por supuesto con los ganglios basales. Todo este equipo brinda información al cerebelo, lo que permite que el emu realice ajustes en los movimientos, conscientes o inconscientes.
Estudios recientes han demostrado que es el cerebelo el que juega un papel integral en la formación de pronósticos temporales. A saber, al determinar la duración de los intervalos y determinar la diferencia entre dos intervalos de tiempo separados (individuales). En otras palabras, es el cerebelo el que le permite "sentir" que han pasado 5-10 minutos o 10-15 minutos, discúlpeme por un ejemplo primitivo.
A su vez, los núcleos basales ya son responsables de juicios rítmicos, es decir, fenómenos (eventos) periódicos constantes.
También vale la pena señalar que el cerebelo no está controlado por la mente humana, mientras que los núcleos basales, por el contrario, están controlados por algunas teorías. Esta teoría se confirma por el hecho de que los núcleos basales "se duermen" durante el sueño de una persona.
Los núcleos basales también están involucrados en la regulación de los procesos motores (como el cerebelo). Además, se activan cuando enfocas tu atención. En este punto, los núcleos basales secretan una sustancia llamada acetilcolina, que desempeña un papel importante en la formación de la memoria.
Una excursión tan pequeña a la neurobiología ya nos ha ayudado a comprender por qué los investigadores identificaron exactamente 2 áreas del cerebro, el cerebelo y los núcleos basales, como los detalles principales del mecanismo de pronóstico temporal.
Naturalmente, los científicos deben demostrar su teoría. Para hacer esto, aplicaron el llamado enfoque neuropsicológico. Y ahora más sobre los experimentos en sí.
Preparación para experimentos.En los experimentos, participaron tanto sujetos sanos (como grupo de control) - 23 personas como personas con degeneración cerebelosa (EC) - 13 personas y con enfermedad de Parkinson (EP) - 12 personas. Un aspecto importante fue que todos los sujetos no estuvieron musicalmente activos los últimos 5 años antes del experimento, es decir, no tocaron instrumentos musicales y no cantaron en el coro. Esta pequeña característica de personalidad es realmente de gran importancia en el estudio, en vista del hecho de que el cerebro del sujeto no estaba, por así decirlo, entrenado para tal actividad.
El grupo de CD constaba de 7 mujeres y 6 hombres, la edad promedio era de 51.6 años. El diagnóstico principal entre los sujetos de este grupo fue la ataxia espinocerebelosa: 6 personas - debido al contexto genético, 5 sujetos - etiología desconocida / idiopática.
* 2 participantes de la prueba fueron excluidos debido a su incapacidad para completar la tarea de prueba. Por lo tanto, el número real de participantes en el grupo de CD fue 11, no 13.
El grupo de PD constaba de 7 mujeres y 5 hombres, con una edad promedio de 68.4. Antes de realizar experimentos, los miembros de este grupo pasaron las pruebas UPDRS (Escala de calificación de la enfermedad de Parkinson unificada). El valor promedio para el índice de motilidad fue 14.2.
Ambos grupos también fueron evaluados para detectar la presencia / ausencia de otras enfermedades neurológicas.
Debido al hecho de que existe una diferencia de edad significativa entre los grupos de CD y PD, el grupo de control (sujetos sanos) también se seleccionó de acuerdo con este parámetro.
Los cuadrados de colores que se muestran durante 100 ms actuaron como estímulos. En cada enfoque experimental, había 2 o 3 cuadrados rojos, seguidos de 1 cuadrado blanco, que actuaba como una "señal". Después de él había 1 cuadrado verde: el "objetivo", que era el principal en la prueba. El intervalo entre los cuadrados blanco y verde fue de 600 ms o 900 ms.
La tarea principal de los sujetos era presionar una tecla en el teclado tan pronto como vean el cuadrado objetivo (verde) frente a ellos.
En el experimento hubo 3 variantes de dicho experimento, se presentan esquemáticamente en la imagen a continuación.
Representación esquemática de tres tipos de experimentos: rítmicos, de intervalo único y aleatorios.En la primera realización, había 3 cuadrados rojos, el intervalo entre los cuales era idéntico al de la señal y los cuadrados objetivo. Es decir, 600 o 900 ms entre cada cuadrado, independientemente del color y el propósito. Por lo tanto, esta opción de prueba es la más predecible.
En la segunda versión había 2 cuadrados rojos. Aquí se cambiaron los intervalos. Como vemos en el gráfico anterior, el intervalo entre los cuadrados rojos y entre blanco y verde es el mismo, pero el intervalo entre el último rojo y blanco es muy diferente.
Por lo tanto, se vuelve mucho más difícil predecir la aparición de un cuadrado blanco, pero esto no tiene un efecto significativo en el resultado de la prueba en sí, ya que el intervalo entre la señal y los cuadrados objetivo sigue siendo el mismo que entre los dos primeros (rojo).
En la tercera versión de la prueba, había 3 cuadrados rojos, cuyos intervalos eran absolutamente aleatorios en el rango de 600 ... 900 ms. Por lo tanto, la ritmicidad de la aparición de todos los cuadrados se viola gravemente, respectivamente, para predecir la aparición del siguiente es muy difícil, por decir lo menos. Predecir la apariencia de la casilla objetivo se vuelve imposible.
Además, el 25% de las pruebas no tenían un cuadrado objetivo (verde) al final de la secuencia para evitar respuestas prematuras y, en consecuencia, para hacer que los resultados sean más precisos.
El proceso de prueba experimental de los sujetos se llevó a cabo en interiores con poca luz y sin estímulos de sonido. Las pruebas se presentaron en un monitor regular sobre un fondo gris. La distancia entre el monitor y el sujeto fue de 50 cm.
Durante el experimento, los sujetos realizaron 3 corridas (1 para cada una de las opciones descritas anteriormente) de 32 pruebas (16 a intervalos de 600 ms y 16 a 900 ms). El 25% de todas las pruebas en orden aleatorio fueron "trucos", es decir, no contenían el cuadrado verde objetivo.
Se mostraba un mensaje de error en el monitor si el participante respondía (presionaba la tecla) antes de que apareciera el cuadro objetivo en el monitor o durante el "truco de prueba" (cuando no hay ningún cuadro objetivo), así como cuando el retraso de la respuesta era de 3 segundos.
Ahora que sabemos quién participó en las pruebas y cómo se realizaron, debemos familiarizarnos con los resultados.
Resultados del experimentoNo es difícil adivinar, el tiempo de reacción (RT) es el indicador más básico durante el estudio de los resultados de las dos primeras variantes de prueba (rítmica y de intervalo único). Este indicador debería, según la lógica de las cosas, ser significativamente más alto en la prueba a intervalos aleatorios.
Se realizó un análisis de varianza RT para los 4 grupos de sujetos. ¿Por qué 4 grupos, preguntas? Los siguientes grupos son:
- CD - 11 personas;
- CD-emparejado (grupo de control correspondiente a la edad promedio del grupo de CD) - 11 personas;
- PD - 12 personas;
- PD emparejado (grupo de control correspondiente a la edad promedio del grupo PD) - 12 personas.
Los resultados del análisis de varianza de datos experimentales.En el gráfico A vemos los resultados de contar RT para el grupo de CD (personas con degeneración cerebelosa). Aquí podemos ver la siguiente característica: la velocidad de reacción de los participantes de la prueba con intervalos aleatorios y una prueba de intervalo único son muy similares. Mientras que la prueba rítmica RT es mucho mejor. El grupo de control (emparejado con CD) mostró una tendencia diferente. La velocidad de reacción a intervalos aleatorios fue, como se esperaba, la más alta. Pero las otras dos pruebas mostraron aproximadamente los mismos resultados.
En pocas palabras, tanto el grupo de CD como el grupo de control correspondiente obtuvieron muy buenos resultados con la prueba n. ° 1 (rítmica) e igualmente mal con la prueba n. ° 3 (aleatoria), que también era bastante lógica y era de esperar. Pero aquí en la prueba No. 2 hay diferencias significativas. Las personas que sufren de degeneración cerebelosa no pudieron hacer frente a la prueba de intervalo único con tanto éxito como el grupo de control (personas sin la enfermedad).
La comparación de los resultados de otros dos grupos: PD (con enfermedad de Parkinson) y PD (con la misma edad promedio que el grupo PD, pero sin la enfermedad) mostró resultados diferentes. Por lo tanto, es sorprendente que el grupo PD realizó la prueba No. 2 (intervalo único) casi tan bien como el grupo control de sujetos. Al mismo tiempo, la prueba No. 3 (aleatoria) mostró, como se esperaba, resultados bajos. La prueba No. 1 mostró no solo la diferencia entre el grupo PD y su grupo de control correspondiente, sino también la diferencia entre el grupo PD y el grupo CD. Es decir, los pacientes con enfermedad de Parkinson muestran resultados significativamente peores que los pacientes con degeneración cerebelosa.
La correlación de los resultados del análisis de las pruebas de todos los grupos que podemos ver en los gráficos anteriores.
Puede encontrar información más detallada sobre el estudio y el cálculo de los resultados de las pruebas en el
informe de los científicos y
materiales adicionales .
EpílogoGracias a este estudio, los científicos pudieron confirmar el hecho de que el cerebelo y los núcleos basales desempeñan un papel crucial en la comprensión de cómo el cerebro humano puede predecir ciertos eventos, en función de la experiencia, la naturaleza de la frecuencia de ocurrencia del evento y su frecuencia. El análisis de los datos de los grupos de control y los sujetos que padecen la enfermedad de Parkinson solo confirmó la teoría presentada hace unos años.
Comprender el trabajo del cerebro, incluso sus características aparentemente insignificantes, puede ser útil para diagnosticar diversas enfermedades neurológicas. La posibilidad de utilizar tales experimentos como base para el futuro estudio de los métodos de tratamiento sigue siendo muy vaga. Sin embargo, al dar pasos tan pequeños pero importantes, los científicos se están acercando a la comprensión de uno de los objetos más desconocidos y complejos del mundo: el cerebro humano.
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