niedziela, 22 stycznia 2023

Badanie ujawnia, że ​​powiązania między umysłem a ciałem są wbudowane w strukturę mózgu

Spokojne ciało, spokojny umysł - mówią praktycy mindfulness. Nowe badanie przeprowadzone przez naukowców z Washington University School of Medicine w St. Louis wskazuje, że idea, iż ciało i umysł są nierozerwalnie połączone, to coś więcej niż tylko abstrakcja. Badanie pokazuje, że części obszaru mózgu, które kontrolują ruch, są podłączone do sieci zaangażowanych w myślenie i planowanie oraz w kontrolę mimowolnych funkcji organizmu, takich jak ciśnienie krwi i bicie serca. Ustalenia te stanowią dosłowne powiązanie ciała i umysłu w samej strukturze mózgu. Badania, opublikowane 19 kwietnia w czasopiśmie Nature, mogą pomóc w wyjaśnieniu niektórych zaskakujących zjawisk, takich jak to, dlaczego lęk sprawia, że niektórzy ludzie chcą chodzić tam i z powrotem; dlaczego stymulacja nerwu błędnego, który reguluje funkcje organów wewnętrznych, takich jak trawienie i rytm serca, może złagodzić depresję; i dlaczego ludzie, którzy regularnie ćwiczą, zgłaszają bardziej pozytywne spojrzenie na życie. Gordon i starszy autor Nico Dosenbach, MD, PhD, profesor nadzwyczajny neurologii, nie zamierzali odpowiedzieć na odwieczne filozoficzne pytania dotyczące związku między ciałem i umysłem. Postanowili zweryfikować istniejącą od dawna mapę obszarów mózgu, które kontrolują ruch, przy użyciu nowoczesnych technik obrazowania mózgu. W latach 30-tych XX wieku neurochirurg Wilder Penfield stworzył mapę tych obszarów mózgu, aplikując niewielkie impulsy elektryczne do odsłoniętych mózgów osób poddawanych operacji mózgu i odnotowując ich reakcje. Odkrył, że stymulacja wąskiego paska tkanki na każdej połowie mózgu powoduje drgawki określonych części ciała. Co więcej, obszary kontrolne w mózgu są ułożone w takiej samej kolejności jak części ciała, którymi kierują, przy czym palce u nóg znajdują się na jednym końcu każdego paska, a twarz na drugim. Mapa Penfielda regionów motorycznych mózgu -; przedstawiona jako homunkulus, czyli "mały człowiek" -; stała się podstawą podręczników do neurobiologii. Gordon, Dosenbach i współpracownicy postanowili powtórzyć pracę Penfielda za pomocą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI). Zwerbowali siedem zdrowych osób dorosłych, aby poddać je wielogodzinnemu skanowaniu mózgu metodą fMRI podczas odpoczynku lub wykonywania zadań. Z tego zbioru danych o dużej gęstości, zbudowali indywidualne mapy mózgu dla każdego uczestnika. Następnie zweryfikowali swoje wyniki przy użyciu trzech dużych, publicznie dostępnych zbiorów danych fMRI - Human Connectome Project, Adolescent Brain Cognitive Development Study oraz UK Biobank - które łącznie zawierają skany mózgu około 50 000 osób. Ku swojemu zaskoczeniu odkryli, że mapa Penfielda nie była do końca poprawna. Kontrola nad stopami była w miejscu, które zidentyfikował Penfield. To samo dotyczyło rąk i twarzy. Ale obok tych trzech kluczowych obszarów znajdowały się kolejne trzy, które nie wydawały się być bezpośrednio zaangażowane w ruch, mimo że znajdowały się w obszarze motorycznym mózgu. Co więcej, obszary nieruchowe wyglądały inaczej niż obszary ruchowe. Wydawały się cieńsze i były silnie połączone ze sobą oraz z innymi częściami mózgu zaangażowanymi w myślenie, planowanie, pobudzenie psychiczne, ból oraz kontrolę organów wewnętrznych i funkcji, takich jak ciśnienie krwi i tętno. Dalsze eksperymenty obrazowania wykazały, że podczas gdy obszary nieruchowe nie uaktywniały się podczas ruchu, to uaktywniały się, gdy osoba myślała o ruchu. "Wszystkie te połączenia mają sens, jeśli myślisz o tym, do czego naprawdę służy mózg" - powiedział Dosenbach. "Mózg jest po to, aby skutecznie zachowywać się w środowisku, abyś mógł osiągnąć swoje cele bez robienia sobie krzywdy lub zabijania. Poruszasz swoim ciałem z jakiegoś powodu. Oczywiście, obszary motoryczne muszą być połączone z funkcją wykonawczą i kontrolą podstawowych procesów cielesnych, takich jak ciśnienie krwi i ból. Ból to najpotężniejsza informacja zwrotna, prawda? Robisz coś, a to boli i myślisz: 'Nie zrobię tego ponownie'". Dosenbach i Gordon nazwali swoją nowo zidentyfikowaną sieć Somato (ciało)-Cognitive (umysł) Action Network, lub SCAN. Aby zrozumieć, w jaki sposób sieć ta rozwinęła się i ewoluowała, zeskanowali mózgi noworodka, 1-rocznego i 9-letniego dziecka. Przeanalizowali również dane, które wcześniej zebrano na dziewięciu małpach. Sieć nie była wykrywalna u noworodka, ale była wyraźnie widoczna u 1-latka i prawie jak u dorosłego 9-latka. Małpy miały mniejszy, bardziej rudymentarny system bez rozległych połączeń widocznych u ludzi. "To mogło się zacząć jako prostszy system integrujący ruch z fizjologią, abyśmy nie zemdleli, na przykład, kiedy wstajemy" - powiedział Gordon. "Ale w miarę jak ewoluowaliśmy w organizmy, które wykonują znacznie bardziej złożone myślenie i planowanie, system został ulepszony, aby podłączyć wiele bardzo złożonych elementów poznawczych". Wskazówki dotyczące istnienia sieci umysł-ciało pojawiały się od dawna, rozproszone w odizolowanych pracach i niewytłumaczalnych obserwacjach. "Penfield był genialny, a jego pomysły były dominujące przez 90 lat, a to stworzyło ślepą plamę w dziedzinie", powiedział Dosenbach, który jest również profesorem nadzwyczajnym inżynierii biomedycznej, pediatrii, terapii zajęciowej, radiologii oraz psychologii i nauk o mózgu. "Kiedy zaczęliśmy szukać, znaleźliśmy wiele opublikowanych danych, które nie do końca pasowały do jego pomysłów, a także alternatywne interpretacje, które zostały zignorowane. Zebraliśmy razem wiele różnych danych oprócz naszych własnych obserwacji, powiększyliśmy je, zsyntetyzowaliśmy i wymyśliliśmy nowy sposób myślenia o tym, jak ciało i umysł są ze sobą powiązane."