Aivojen hitaat aallot kertovat tietoisuudesta

Magneetti- eli MRI-kuvauksessa on jo pitkään ihmetelty hyvin hitaita aaltoja, jotka näyttävät kulkevan aivojen halki muutaman sekunnin välein. Kuvaustekniikassa esiintyy muutenkin kaikenlaista kohinaa, joten niistä ei ole ihmeemmin välitetty.

Hitaat aivoaallot saattavat kuitenkin olla paljon merkittävämpiä kuin on osattu aavistellakaan. Ne eivät liity kuvaustekniikkaan, vaan ovat aito aivojen ilmiö, joka liittyy tietoisuuteen. Aallot saattavat olla keskeisiä aivojen eri alueiden toimintojen koordinoinnissa.

"Aivoissamme on noin 100 miljardia neuronia ja jonkin täytyy ohjata niiden toimintaa", sanoo tutkimusta johtanut Marcus Raichle. "Nämä hitaasti muuttuvat aivojen signaalit huolehtivat laajassa mitassa aivojen eri alueilla tapahtuvien toimintojen koordinoinnista."

Jo 2000-luvun alussa Raichle kollegoineen totesi magneettikuvauksella, että aivoissa esiintyy lepotilassa aktiivisuutta. Sitä ennen oli kuviteltu, että aivot hiljenevät, jos niillä ei ole mitään varsinaista tehtävää. Nyt tiedetään, että aivot kuluttuvat energiaa melkein yhtä paljon riippumatta siitä, antaako ajatusten vaellella vai ratkooko jotain visaista matematiikan tehtävää.

Kun tutkittiin erilaisten aivoihin liittyvien sairauksien kuten Alzheimerin vaikutusta eri alueiden toimintaan, huomattiin aivoissa etenevän hyvin hitaita aaltoja, joilla ei näyttänyt olevan mitään tekemistä tutkitun sairauden kanssa: niitä esiintyi sekä sairailla että terveillä.

Alkuun aaltoja pidettiin tekniikan aiheuttamana virhehavaintona, sillä magneettikuvauksessa laitteisto tarkkailee happipitoisen veren virtausta sekuntien mittaisissa ajanjaksoissa, vaikka aivoissa sinkoilee sekunnin kymmenyksen ja jopa sadasosan mittaisia signaaleja. Hitaiden aaltojen arveltiin olevan seurausta näiden nopeiden signaalien summautumisesta.


Juttu jatkuu mainoksen jälkeen

Washingtonin yliopiston lääketieteen korkeakoulussa St. Louisissa on nyt tutkittu hiiriä ja niiden aivojen sähköistä toimintaa suorilla mittausmenetelmillä. Toinen niistä tarkkaili aktiivisuutta solutasolla, toinen aivojen ulkopinnalla kerros kerrokselta.

Mittaukset osoittivat, että aallot ovat todellisia: ne näkyivät tekniikasta riippumatta. Lisäksi tutkijat totesivat aaltojen saavan alkunsa aivojen sisäosissa ja leviävän sieltä eri puolille aktivoiden sähköistä toimintaa. Aallot havaittiin jopa nukutettujen hiirien aivoissa, mutta niiden etenemissuunta oli silloin vastakkainen.

"Hyvin hitaiden aaltojen eteneminen aivokuoressa on yhteydessä merkittäviin muutoksiin käyttäytymisessä, esimerkiksi tietoisuuden ja tiedottomuuden väliseen eroon", toteaa tutkimuksessa mukana ollut Anish Mitra.

Nyt tehdyt havainnot viittaavat siihen, että hitaat aallot ovat keskeisen tärkeitä aivojen toiminnan kannalta. Seuraavaksi tutkijoiden tavoitteena on selvittää, selittäisivätkö poikkeamat aaltojen kulussa magneettikuvauksella havaitut erot terveiden ja neuropsykiatrisista häiriöistä kärsivien välillä.

Tutkimuksesta kerrottiin Washingtonin yliopiston uutissivuilla ja se on julkaistu Neuron-tiedelehdessä.

Kuva: brainpictures.org



Juttuja samasta aiheesta

Joidenkin vanhimpien juttujen tekstin näyttämisessä on ongelma. Pyrimme saamaan jutut pikaisesti taas normaaleiksi! Pahoittelut!