Как симметрия мозга влияет на работу вашего разума?

Эти фондовые изображения иллюстрируют асимметрию головного мозга между левым и правым полушариями головного мозга.

Источник: Semnic / Shutterstock

Нейробиологи выявили интригующие симметрии и асимметрии различий между различными областями мозга у мышей, которые переносят мутации аутизма-гена и их аутизм-свободные аналогии. Неопубликованные результаты этого исследования были представлены Якобом Эллегудом в начале этой недели на ежегодной встрече Общества нейробиологов 2016 года в Сан-Диего.

Ellegood et al. что «аутичные» мыши проявили большую симметрию между левым и правым полушариями головного мозга (латынь для «мозга») по сравнению с контрольными без мутаций в генах аутизма. Интересно, что «аутичные» мыши проявили больше асимметрии между левым и правым полушариями мозжечка (латынь для «маленького мозга»).

Ellegood и его коллеги из Центра визуализации мышей в Торонто идентифицировали три области мозга в мозге аутичной мыши, которые показали значительные дисбалансы больших объемов с правой стороны и меньшие объемы с левой стороны. Опять же, полушария головного мозга оказались необычно симметричными у мышей с генами аутизма. Эти данные о симметрии мозга являются интригующими и запутанными для нейробиологов.

При этом асимметрия мозжечка представляет особый интерес для исследователей. Широкий спектр исследований показал, что размер мозжечка и функциональная связь коррелируют с функциями, связанными с аутизмом, такими как регулирование эмоций и внимание.

• Музыкальная терапия и аутизм: этическая дилемма
• Мозжечок глубоко влияет на наши мысли и эмоции
• Новая парадигма мысли демистифицирует познавательную гибкость
• Аутизм: День благодарения: взгляд в мой разум
• О физике абсорбирующих неожиданных ударов

В этих строках предыдущие исследования показали, что люди с расстройствами аутистического спектра (ASD) склонны обрабатывать язык больше в правом полушарии своей коры головного мозга, что является атипичным. Гипотетически этот сдвиг в обработке языка в правую сторону головного мозга может быть способом компенсации дефицита структуры или связности внутри (и между) левого и правого полушарий мозжечка.

«Независимо от того, что делает мозжечок, он делает много всего»

Левое и правое полушария мозжечка в красном.

Источник: Базы данных по естественным наукам / Викимедиа

Ниже приведен краткий обзор динамической взаимосвязи между полушариями головного мозга и обоих полушарий мозжечка, а также некоторой терминологией:

В 1504 году Леонардо да Винчи произвел восковое литье человеческого мозга и придумал термин мозжечок, заметив два маленьких «маленьких» полушария мозга, аккуратно заправленных в больших полушариях головного мозга .

• Бактерии, которые формируют ваш мозг
• Переосмысление симптомов аутизма
• Моя жизнь с невербальной недееспособностью
• Аутизм и сон
• Гипер- или гипоконтекентность в аутизме?

Мозговой мозг является сестринским словом к мозгу и означает «относящийся к мозжечке или расположенный в мозжечке». В головном мозге (левый мозг правой руки) расположены два полушария головного мозга, и есть два полушария мозжечка (слева и справа), расположенные в мозжечке ,

Левое полушарие мозжечка работает в сочетании с правым полушарием головного мозга, чтобы тонко настроить и контролировать движения мышц на левой стороне вашего тела. Напротив, правое полушарие мозжечка работает в сочетании с левым полушарием головного мозга, чтобы точно отрегулировать и контролировать движение мышц на правой стороне вашего тела.

Эти нейронные подсчеты мозжечка и коры головного мозга основаны на исследованиях Lent, R., et al., 2012.

Источник: Предоставлено Ларри Вандервертом

Хотя мозжечок составляет всего 10% объема головного мозга, полушария мозжечка содержат более 50% общих нейронов вашего мозга. Основываясь на этом непропорциональном распределении нейронов, мой отец Ричард Берланд, который был неврологом двадцатого века, нейрохирургом и автором The Fabric of Mind (Viking), часто говорил: «Мы точно не знаем, что такое мозжечок делает. Но что бы это ни было, это многое делает ».

Исторически сложилось так, что эксперты полагали, что мозжечок в первую очередь отвечает за «немыслимые» функции, такие как баланс, плавное управление двигателем и тонко настроенная мышечная координация. И они полагали, что контроль наших когнитивных функций, включая социальный интеллект, логику, лингвистику, творчество и т. Д., Были усажены исключительно в коре головного мозга. Эта точка зрения быстро развивается.

Многие мыслители теперь считают, что мозжечок играет ключевую роль во многих когнитивных функциях и творческих способностях, а также в регулировании наших эмоциональных взаимодействий с окружающим нас миром и внутри нас.

Что такое «Дисмемария мысли»?

В последние годы Джереми Шмахманн, невролог Гарвардской медицинской школы, тесно сотрудничал с пациентами с атаксией и поражением мозжечка в определенных регионах в обоих полушариях мозжечка.

Благодаря его исследованиям в Большом госпитале Массачусетса Шмахманн разработал теорию, которую он называет «Dysmetria of Thought». Это в основном гипотеза о том, что мозжечок прекрасно настраивает когнитивное мышление так же, как и тонко настраивает мышечные движения. Шмахман обнаружил, что при структурном функциональном повреждении конкретной «микрозоны» мозжечка он специфически воздействует на работу мозгового ума.

Вот видео на YouTube Шмахмана, в котором описывается его гипотеза «Dysmetria of Thought»:

Основываясь на латеральной функции мозжечкового и мозгового полушарий, можно предположить, что изменения в структуре мозжечка и функциональная связь с корой головного мозга оказывают глубокое влияние на ткань чьего-то ума.

Например, в сентябре 2016 года Мария Асунта Рокка из Отдела нейронауки Университета Вита-Салюте Сан-Раффаэле в Милане представила неопубликованные исследования, в которых сообщалось, что объем серого вещества в левом мозжечговом полушарии сыграл определенную роль в прогнозировании уровней когнитивной функции на некоторых устных и внимания тестах. (Я написал об этих выводах в блоге « Психология сегодня» , «Ваше левое полумесяц полумесяца может играть роль в познании»).

Исследование, проведенное в 2008 году исследователями из отдела Neuroscience Калифорнийского университета в Сан-Диего, выявило различия в латеральной функции левого и правого полушарий головного мозга у детей с аутизмом, которые не смогли разработать нормальные языковые навыки. В отличие от контролей без ASD, функциональная магнитно-резонансная томография (fMRI) показала, что латеральные образцы активности мозга для речи у детей в возрасте 2-3 лет были разными.

Например, нейробиологи UCSD обнаружили, что, когда дети с аутизмом слышали сказку на ночь, они проявляли больше активности на правой стороне головного мозга, а не на левой стороне. Считается, что дети, не страдающие аутизмом, больше обрабатывают грамматику и лексику в левой части мозга.

«Зубной мозг не получает достаточного кредита»

В недавнем заявлении о своей презентации в 2016 году Эллегауд сказал: «мозжечок не получает достаточного количества кредитов». Было обнаружено, что другие исследования мозжечка показали, что мозговые мозговые объемы либо необычно малы, либо необычно велики у мышей с генетическими моделями аутизма.

Два года назад, на ежегодном собрании Общества нейробиологов 2014 года в Вашингтоне, округ Колумбия, исследователи представили неопубликованные данные, связывающие клетки Пуркинье в мозжечке с АСД. (Я сообщил об этом исследовании в блоге « Психология сегодня » «Как клетки Пуркинье в мозжечке связаны с аутизмом?»)

Ряд других исследований обнаружил аномалии мозжечка у людей с ASD через посмертные исследования образцов головного мозга, которые показали потерю объема клеток Пуркинье. За последние несколько лет многочисленные исследования подтвердили это явление как у человека, так и у мышей.

Наличие уменьшенного количества клеток Пуркинье (самых больших нейронов в мозжечке) является одним из самых последовательных признаков ASD в постмодернистских исследованиях аутизма у человека. Клетки Пуркинье представляют собой первичный выход нервных сигналов из мозжечка и имеют сложные нейронные проекции, которые соединяются с различными областями левого и правого полушарий коры головного мозга.

При нарушениях аутистического спектра мозг последовательно обнаруживает дефекты в клетках Пуркинье, которые имеют один аксон, который выступает из мозжечка и создает связь от мозжечка до бесконечного числа мозговых областей мозга.

Требуется больше исследований по различиям симметрии и асимметрии между всеми четырьмя мозговыми полушариями

Ellegood говорит, что он и его коллеги не знают, почему необычная симметрия в головном мозге и асимметрия в других областях мозга сопровождают аутизм. Одна из возможностей заключается в том, что функциональная асимметрия является результатом регулярной практики умения или познавательной способности, которая в значительной степени зависит от одной стороны мозга.

«Конечно, в человеческом населении, если вы жонглируете, если вы играете музыку, тогда эта область вашей головы становится больше», – сказал Эллогуд в своем заявлении. «Так ли это открытие является экологическим или развитием, является открытым вопросом». Ellegood и его коллеги уже дали многим своим лабораторным мышам ряд поведенческих тестов и планируют провести больше исследований. «Было бы интересно сопоставить структурную асимметрию с поведением», – сказал Альберт Бассон в заявлении.

Лаборатория Бассона в King's College London сотрудничает с Ellegood с другими исследованиями, связанными с аутизмом, связанными с церебрально-мозжечковым соединением. Команда Бассона определила критические роли, которые играет ген CHD7 в развитии мозжечка. В настоящее время он изучает различные функции и механизмы CHD7 в развитии мозжечка и лобной коры. Следите за обновлениями по этой интересной теме!