Нови открития: Малкият мозък е център за контрол на качеството

Делът на мозъка, наречен Церебелум, или Малък мозък, не е сред най-изследваните от учените. Разположен неудобно в долната част на мозъка, за него първоначално се смяташе, че функциите му са ограничени до контролиране на движението на човека.

Но изследователи от Медицинското училище на Университета Вашингтон в Сент Луис казват, че пренебрегването на Малкия мозък е грешка. Техните открития, публикувани на 25 октомври в Neuron, показват, че Малкият мозък оказва влияние във всеки аспект на по-високите мозъчни функции – не само движение, но и внимание, мислене, планиране и вземане на решения.

„Най-голямата изненада за мен беше откритието, че 80 процента от дейността на Малкия мозък е посветена на умните неща“, казва водещият автор на изследването Нико Досенбах, доктор по неврология, по трудова терапия и педиатрия.

„Всеки знае, че Церебелумът отговаря за движението. Ако Малкият мозък е увреден, вие не можете да се движите гладко, а ако искате да хванете нещо, ръката ви се движи наоколо и трудно достига до целта. Нашите изследвания обаче подсказват, че точно както Малкият мозък служи като проверка на качеството за движението, той също така проверява и нашите мисли, като ги изглажда, коригира и усъвършенства. “

Досенбах е учредител на клуб „Midnight Scan“, група от невролози от Вашингтонския университет, които използват скенер за ЯМР късно през нощта и сканират собствените си мозъци в продължение на часове, за да генерират огромно количество висококачествени данни за изследванията си.

Предишен анализ на данни от Midnight Scan Club показва, че един вид мозъчно сканиране, наречено функционално свързване с ядрено-магнитен резонанс (MRI), може надеждно да открие фундаментални различия в начина на свързване на отделните мозъци.

Друг от изследователите, Скот Марек, решава да приложи подобен анализ на Малкия мозък. В по-известната мозъчна част – мозъчната кора, са съставени „карти“, които свързват отдалечени области в мрежи, които управляват визията, вниманието, говора и движението.

Проблемът е, че никой не знае как се организира Малкият мозък на човека, отчасти защото технологията за ЯМР получава данните от долната страна на мозъка с много ниско качество. В масива от данни на Midnight Scan Club обаче, Марек имал достъп до повече от 10 часа сканиране за всеки от 10 души, достатъчно, за да се вгледа сериозно в Малкия мозък.

Използвайки мрежите за връзка на кората като шаблон, Марек е могъл да идентифицира и мрежите в Малкия мозък. Забележително е, че сетивните мрежи липсват – визия, слух и докосване – и само 20 процента от мозъчната тъкан са посветени на движение, приблизително същото количество, както в мозъчната кора. Останалите 80 процента са заети от мрежи, свързани със знание от по-висша степен: мрежата за внимание; мрежата по подразбиране, която е свързана и с мечтите, припомняне на спомени и просто бездействие; и две мрежи, които контролират изпълнителни функции, като вземане на решения и планиране.

„Функционалните мрежи са свръх присъстващи в Малкия мозък“, казва Марек. „Цялото ни разбиране за Церебелума трябва да се отдалечи от схващането, че той е включен само в контрола на моториката, на движението, и да се разбере, че е по-ангажиран в общия контрол на познанията на по-високо ниво“.

Изследователите измерват времето на мозъчната активност и установяват, че Церебелумът е последната стъпка в неврологичните кръгове. Сигналите са били получени чрез сензорни системи и обработени в междинни мрежи в мозъчната кора, преди да бъдат изпратени в Малкия мозък. Там, според изследователите, сигналите се подлагат на окончателни качествени проверки, преди „продукцията“ да бъде върната на мозъчната кора за прилагане.

„Ако сравним мозъка с монтажна линия, Малкият мозък е човекът в края на линията, който инспектира продукта и казва: Този е добър, ние ще го продадем или този има дефекти, трябва да се върнете и да го поправите“, казва Досенбах. „Точно там, в Малкия мозък, всичките ви мисли и действия се прецизират и контролират качеството.“

Хората с увреждане на Малкия мозък са известни като некоординирани, с нестабилна походка, неприятна реч и трудности с фината моторика, например при хранене. Церебелумът също е доста чувствителен към алкохола, което е една от причините, поради която хората, които са поели твърде много напитки, се спъват и залитат.

Но новите данни може да обяснят също, защо някой, който е потиснат, прави лоши преценки. Точно както пиян човек залита, защото неговият компрометиран Малък мозък не е в състояние да изпълни обичайните проверки на качеството на двигателната функция, лошите решения, които са предизвикани от алкохола, също могат да отразят провалянето на качествения контрол върху изпълнителните функции.

Марек е направил и индивидуализирани мрежови анализи на всеки от 10-те души в комплекта от данни. Той установява, че докато мозъчните функции са подредени в приблизително еднакъв модел в Церебелума при всеки от тях, има достатъчно индивидуални вариации, за да се разграничат мозъчните сканирания, извършени на всеки. Изследователите в момента проучват дали такива индивидуални различия в церебралните мрежи съответстват на интелигентност, поведение, личностни черти, като адаптивност или психиатрични състояния.

„Много хора, които изследват връзките между мозъчната функция и поведението, просто игнорират Малкия мозък,“ казва Досенбах. „Те отрязват тези данни и ги изхвърлят, защото не знаят какво да правят с тях, но трябва да се знае, че има четири пъти по-голям брой неврони в малкия мозък в сравнение с мозъчната кора, така че ако пропуснете анализа на Церебелума, вече сте компрометирали цялото изследване на мозъка, преди да сте започнали. Идеята за изобразяване на целия човешки мозък наведнъж е да се разбере как всичко работи заедно. Вие не може да видите как цялата верига работи заедно, когато ви липсва голяма част от нея,“ заключава Досенбах.

Публикувано в изданието ScienceDaily.