Basit hareketler bile beyinde dalgalanmalar yaratıyor, çalışma bulguları

Yeni Oregon Üniversitesi araştırması, bir düğmeye basmak gibi basit bir hareketin bile beyin boyunca uzanan nöron ağları boyunca aktivite dalgaları gönderdiğini gösteriyor.

Bulgu, insan beyninin ne kadar karmaşık olduğunu vurgulayarak, belirli işlevlere adanmış farklı beyin bölgelerinin basitleştirilmiş ders kitabı resmine meydan okuyor.

İnsan fizyolojisi profesörü Nicki Swann’ın laboratuvarında yüksek lisans öğrencisi olan Alex Rockhill, “Birincil motor korteksin hareket çıkışını kontrol ettiği gerçekten iyi biliniyor” dedi. “Ama hareket etmek için bu tek beyin alanından çok daha fazlası var.”

Rockhill, Aralık ayında yayınlanan laboratuvardan yeni bir makalenin ilk yazarıdır. Sinir Mühendisliği Dergisi.

Swann ve ekibi, Oregon Sağlık ve Bilim Üniversitesi doktorları ve araştırmacıları ile yaptıkları işbirliği sayesinde insanlarda beyin ağlarını inceliyorlar. OHSU ekibi, tedaviye dirençli epilepsisi olan hastalarda nöbetlerin nereden başladığını belirlemek için kafa içi EEG adı verilen bir teknik kullanıyor. Bir nöbetin tam olarak ne zaman ve nerede meydana geldiğini belirlemek ve potansiyel olarak etkilenen beyin bölgesini çıkarmak için hastaların beyinlerine cerrahi olarak bir dizi elektrot yerleştirirler.

İntrakraniyal EEG ayrıca diğer beyin aktiviteleri hakkında da değerli bilgiler sağlayabilir. Swann, bunun “altın standart” bir teknik olduğunu söyledi. Ancak elektrotları yerleştirmek çok yoğun bir süreç olduğu için araştırmacıların nadiren erişebildiği bir şey. Swann’ın çalışmasındaki katılımcılar, nöbet çalışması için zaten elektrotlara bağlıyken ekibinin beyinlerini incelemesine izin vermeyi kabul etti.

Swann ve meslektaşları, çalışma katılımcılarına hareketle ilgili basit bir görev verdi: bir düğmeye basmak. Katılımcılar görevi yaparken beyindeki binlerce nöronun aktivitesini kaydettiler. Daha sonra, katılımcı dinlenirken veya hareket halindeyken belirli beyin aktivitesi kalıplarının yakalanıp yakalanmadığını belirlemek için bir bilgisayarı eğitip eğitemeyeceklerini test ettiler.

Beynin belirli bölgelerinde sinyaller barizdi. Bunlar daha önce hareketle bağlantılı olan ve nöronların çoğunun muhtemelen bu davranışa odaklandığı alanlardı. Ancak araştırmacılar ayrıca, özellikle buna adanmamış alanlar da dahil olmak üzere, beyindeki hareketi öngören beyin sinyalleri buldular.

Swann, beynin birçok bölümünde, “Bu verilerin hareket sırasında mı yoksa hareket sırasında mı olmadığını şanstan daha yüksek bir doğrulukla tahmin edebiliriz” dedi.

Rockhill, “Kişinin zamanın yüzde 100’ünde hareket ettiğini çözebileceğiniz birincil motor alanlarından, zamanın yüzde 75’inde çözülebilen diğer alanlara kadar bir beyin alanları yelpazesi olduğunu bulduk” diye ekledi.

Hareket konusunda uzmanlaşmayan bazı alanlarda, “nöronların bazıları ateşleniyor olabilir, ancak hareketle ilgili olmayan nöronlar tarafından boğulmuş olabilirler” dedi.

Bulguları, dergide 2019 yılında yayınlanan bir çalışmayı tamamlıyor. Doğadiğer araştırmacıların farelerde hareketle ilgili benzer geniş kapsamlı beyin ağlarını gösterdiği.

Swann, “Bu makale, hareketin beynin her yerinde olduğunu gösterdi ve bizim makalemiz de bunun insanlarda doğru olduğunu gösteriyor” dedi.

Bu fenomen muhtemelen hareketle de sınırlı değil. Görme ve dokunma gibi diğer sistemler de muhtemelen beynin daha önce tahmin edilenden daha fazlasına yayılıyor.

Şimdi ekip, beyinde nasıl ortaya çıktığını görmek için farklı hareket türlerini içeren yeni görevler geliştirmeye çalışıyor. Ayrıca, projeye daha fazla araştırmacıyı dahil ederek ve beynin inceliklerini daha iyi anlayarak OHSU ile işbirliğini büyütmeyi planlıyorlar.

Swann, “Bu yeni işbirliğine sahip olduğumuza göre artık çok fazla fırsatımız var” dedi. “OHSU ekibi ve onların inanılmaz hastalarıyla çalışarak bu kadar heyecan verici verileri toplama fırsatına sahip olduğumuz için gerçekten şanslıyız.”