Ο εγκέφαλός μας βομβαρδίζεται συνεχώς από πληροφορίες, όμως το επίπεδο επαγρύπνησης ποικίλλει, επιτρέποντάς μας να συγκεντρωνόμαστε επιλεκτικά σε μία συζήτηση και όχι σε κάποια άλλη.
Ερευνητές του Πανεπιστημίου του Κουίνσλαντ στην Αυστραλία ανακάλυψαν έναν μηχανισμό του εγκεφάλου που παίζει ρόλο-κλειδί και μπορεί να καθορίζει την ικανότητα μας να εστιάσουμε την προσοχή μας σε κάτι.
Σε άρθρο που δημοσιεύθηκε στο Neuron, ο καθηγητής Stephen Williams εξηγεί ότι «όταν θέλουμε να εστιάσουμε σε κάτι την προσοχή, συμβαίνει κάτι στον εγκέφαλό μας που να δίνει τη δυνατότητα της εστίασης και φιλτράρει όσα μπορούν να διασπάσουν την προσοχή μας. Πρέπει να υπάρχει κάποιος σηματοδοτικός μηχανισμός όταν θέλουμε να επικεντρωθούμε σε κάτι. Αλλά αυτό προς το παρόν δεν είναι πλήρως κατανοητό πως συμβαίνει».
Μελέτες έχουν ήδη δείξει ότι η ηλεκτρική δραστηριότητα στο νεοφλοιό του εγκεφάλου αλλάζει όταν εστιάζουμε κάπου την προσοχή μας. Οι νευρώνες σταματούν τη συγχρονισμένη σηματοδότηση και αρχίζουν να στέλνουν σήματα χωρίς συγχρονισμό.
«Αυτό, όμως, είναι επιβοηθητικό», εξηγεί ο Δρ. Williams, «αφού επιτρέπει σε μεμονωμένους νευρώνες να ανταποκρίνονται σε αισθητηριακές πληροφορίες με διαφορετικούς τρόπους. Άρα, μπορούμε να προσέξουμε ένα αυτοκίνητο που τρέχει ή τι λέει ένας φίλος μας εν μέσω μια αίθουσας γεμάτης κόσμο».
Ο «διακόπτης» του εγκεφάλου
Οι ερευνητές γνωρίζουν ήδη ότι το χολινεργικό σύστημα παίζει σημαντικό ρόλο στον εγκέφαλο για αυτό τον αποσυγχρονισμό.
Το χολινεργικό σύστημα απαρτίζεται από δέσμες ειδικών νευρώνων που συνθέτουν και εκκρίνουν το σηματοδοτικό μόριο, ακετυλοχολίνη. Οι δέσμες αυτές δομούν εκτεταμένες συνδέσεις σε όλο το εύρος του εγκεφάλου.
Συνεπώς το χολινεργικό σύστημα όχι μόνο λειτουργεί ως ένας βασικός διακόπτης, αλλά όλο και περισσότερα στοιχεία δείχνουν ότι δίνει στον εγκέφαλο τη δυνατότητα να αναγνωρίσει πια αισθητηριακή πληροφορία αξίζει να τύχει μεγαλύτερης προσοχής σε μια δεδομένη χρονική στιγμή και έτσι να ρίξει το βάρος της προσοχής εκεί.
«Το χολινεργικό σύστημα εκπέμπει στον εγκέφαλο και έχει ήδη θεωρηθεί ως σύστημα με μεγάλη επίδραση στις γνωσιακές μας ικανότητες», σημειώνει ο Δρ. Williams και συμπληρώνει ότι «η καταστροφή του χολινεργικού συστήματος σε πειραματόζωα έχει δείξει ότι εκφυλίζει τη γνωστικότητα και τον σχηματισμό των αναμνήσεων».
Ενώ σε ότι αφορά στους ανθρώπους ο ερευνητής εξηγεί ότι, η προοδευτική αποδόμηση του χολινεργικού συστήματος συμβαίνει σε παθήσεις που επηρεάζουν τη γνωστικότητα και τη μνήμη, όπως η νόσος του Αλτσχάιμερ.
Αλλά το ποιοι νευρώνες στον εγκεφαλικό φλοιό είναι στο στόχαστρο του σημαντικού αυτού διακόπτη και πως επηρεάζει τις λειτουργίες του, ήταν άγνωστα στοιχεία μέχρι σήμερα.
Ο Δρ. Williams και ο ερευνητής Lee Fletcher διερωτήθηκαν κατά πόσο ένα στρώμα πυραμιδικών νευρώνων 5 B, το τελείωμα των νευρώνων στο νεοφλοιό, εμπλέκονται κάπως αφού ευθύς εξ αρχής εμπλέκονται στο πως αντιλαμβανόμαστε τον κόσμο.
Οι δύο ειδικοί θέλησαν να δουν αν το χολινεργικό σύστημα είναι ικανό να επηρεάσει την δραστηριότητα των συγκεκριμένων νευρώνων.
Με την βοήθεια της Οπτογενετικής τεχνολογίας, τροποποίησαν νευρώνες στο χολινεργικό σύστημα του εγκεφάλου ποντικιών ώστε να μπορούν εύκολα να ενεργοποιηθούν από ένα φλας, ώστε να προκαλείται μια ξαφνική έκκριση ακετυλοχολίνης.
Έτσι μπόρεσαν να παρακολουθήσουν λεπτομερώς την αλληλεπίδραση μεταξύ χολινεργικού συστήματος και το στρώμα πυραμιδικών νευρώνων 5 B. Ανακάλυψαν λοιπόν ότι αν οι νευρώνες αυτοί δεν ήταν ενεργοί δεν συνέβαινε κάτι σημαντικό. Αλλά όταν είχαν λάβει ένα ερέθισμα τότε το χολινεργικό σύστημα μπορούσε να αυξήσει εκτενώς τη δραστηριότητά τους.
Η μελέτη αποδεικνύει λοιπόν ότι το χολινεργικό σύστημα παίζει καίρια σημασία ώστε οι νευρώνες να μπορούν να κάνουν υπολογισμού σε δοσοεξαρτώμενη βάση.
«Η έρευνα μας προσφέρει νέα σημαντικά στοιχεία για το πως η προοδευτική αποδόμηση του χολινεργικού συστήματος θολώνει την γνωστικότητα των ανθρώπων», καταλήγουν οι ερευνητές.
