„Thalamus“ gali vadovautis smegenų vystymosi ir plastiškumo laiku

Yra žinoma, kad smegenys vystosi palaipsniui per visą žmogaus gyvenimo trukmę, atsižvelgiant į hierarchinį modelį. Pirma, jis prisitaiko prie pagrindinių funkcijų, tokių kaip judėjimas ir jutiminis suvokimas, palaiko, tada ji pereina prie pažangesnių žmogaus sugebėjimų, tokių kaip sprendimų priėmimas.

Pensilvanijos universiteto ir kitų institutų tyrėjai, kuriems vadovauja pagrindinis tyrėjas dr. Teodore Satterthwaite, neseniai atliko tyrimą, kurio tikslas buvo geriau suprasti, kaip „Thalamus“ – struktūra, giliai esanti smegenyse, susijusiose su jutimo apdorojimu ir maršrutu, galėtų prisidėti prie smegenų vystymosi laikui bėgant.

Jų išvados, paskelbtos Gamtos neuromokslasrodo, kad talamas yra daugiau nei jutimo ir motorinių signalų estafetės relės stotis, taip pat vaidina vaidmenį reguliuojant hierarchinį smegenų vystymosi modelį ir laiko juostą.

„Mūsų tyrimų komanda ištyrė, kaip skirtingi žmogaus žievės regionai (ty atokiausias smegenų sluoksnis) pasižymi skirtingais neuroplastiškumo laiko langais vaikystėje ir paauglystėje“, – sakė dr. Valerie J. Sydnor, pirmasis dokumento autorius, „Medical Xpress“.

„Mes parodėme, kad žievės regionų plastiškumo progreso sumažėjimas po hierarchinės, sensorimotorinio ir asociacijos vystymosi sekos. Ši seka ankstesnę sensorimotorinių smegenų regionų plastiškumą sumažėja, palaikančių regėjimą, klausą ir veiksmą vaikystėje, tačiau plastiškumas gali būti paauglystėje, palaikančioje sudėtingą pažinimą, socialinį ir emocinį apdorojimą.

Išdengę seką, apibūdinančią smegenų vystymąsi, Sydnor ir jos kolegos pasiryžo nustatyti procesus, per kuriuos smegenys organizuoja laiko pokyčius, kuriais vystosi skirtingi žievės regionai. Norėdami tai padaryti, jie remiasi ankstesniais neuromokslų tyrimais, orientuotais į skirtingus gyvūnus.

„Su graužikais atlikti tyrimai atskleidė, kad„ Thalamus “, subkortikinis smegenų regionas, gali skatinti ir apriboti plastiškumą žievės regionuose vystymosi metu, bendraudami su žieve per struktūrinius aksonų ryšius“,-sakė Sydor. „Tačiau potencialus„ Thalamus “vaidmuo reguliuojant neuroplastiškumo ekspresiją žmogaus smegenyse nebuvo patikrintas.”

Įkvėpti šių ankstesnių tyrimų, kuriuose daugiausia dėmesio skiriama graužikams, išvados, tyrėjai bandė atskleisti nervų mechanizmus, kurie reguliuoja smegenų pritaikomumą jaunimo metu. Jie konkrečiai ištyrė struktūrinius ryšius tarp talamo ir žievės smegenų regionų, siekdami nustatyti, ar jos buvo susijusios su adaptacijų, stebimų vaikų ir paauglių smegenyse, laiką.

Savo eksperimentams atlikti jie panaudojo neinvazinę ir saugią neurovaizdavimo techniką, vadinamą difuzijos magnetinio rezonanso tomografija (MRT). Tai yra metodas vandens molekulių judėjimui išmatuoti smegenų audiniuose, o tai savo ruožtu leidžia neuromokslininkams susieti pluošto traktus, jungiančius skirtingas smegenų sritis.

„Difuzijos MRT yra puikus metodas, leidžiantis mums nustatyti didelio masto neuronų jungtis smegenyse, atsižvelgiant į tai, kaip vandens molekulės juda (arba difuzija) išilgai jų“,-aiškino Satterthwaite.

„Mes išanalizavome difuzijos MRT duomenis, kurie buvo surinkti iš 8–23 metų vaikų ir paauglių, kaip trijų didelių mėginių dalis: 1) bendruomenės ir reprezentatyvios jaunimo iš Filadelfijos (n = 145), 2), paprastai besivystančio jaunimo, Minnesotos, Massachusetts, Massachusetts, Massachusetts, Massachusetts, Massachusets, Massachusets, Massachusets, Mastactionstions Imtion Imtion Imts of Youth“ ir 3) ir 3) ir 3) pavyzdys iš Minnesotos, Massachusetts, Kalifornija ir Missouri (N = 572) ir 3). iš Niujorko (n = 959) “.

Norėdami atlikti savo analizę, tyrėjai turėjo sukurti naują žmogaus talamokortikinio struktūrinio ryšio atlasą, kitaip tariant, anatominį jungčių tarp talamo ir žievės dalių žemėlapį. Šis žemėlapis leido jiems rasti daugiau nei 200 jungčių tarp thalamus ir įvairių žievės regionų kiekvieno tyrimo dalyvio smegenyse.

„Talamas jau seniai suprato kaip paprastą„ relės stotį “smegenyse, perduodančioje informaciją iš periferinių organų, kurie apdoroja mūsų aplinką į žievę“, – sakė Sydnoras.

„Mūsų duomenys rodo, kad„ Thalamus “greičiausiai vaidina aktyvesnį vaidmenį nustatant, kada žievės regionai yra plastiniai, todėl, kai jie demonstruoja tiek pritaikomumą, tiek pažeidžiamumą mūsų aplinkoje.”

Įdomu tai, kad Sydnor ir jos kolegos pastebėjo, kad struktūrinių ryšių tarp žmogaus thalamus ir žievės brendimas sekė sensorimotorine-asociacijos seka. Tai rodo, kad vaikų ir paauglių žievės regionų vystymasis yra suderintas su ryšių su talamu stiprumo pokyčiais. Taigi talamas gali būti žievės brendimo „laikrodis“.

„Tai svarbu, atsižvelgiant į tai, kad žievės brendimo tempas yra susijęs su kognityviniais ir psichologiniais rezultatais“, – aiškino Sydnoras.

„Be to, mes sužinojome, kad žievės regionai, kuriuose yra thalamic jungtys, kurios vystosi ilgiau, rodo ilgalaikio plastiškumo struktūrinius, funkcinius ir neurocheminius parašus per paauglių laikotarpį. Tai rodo, kad thalamokortikinės struktūros ryšio vystymosi stiprinimas skatina išplėsti plastiumą smegenų regionuose, susijusiame su kognityviniais, socialiniais ir emociniais apdorojimais.

„Tai taip pat kelia klausimą, kaip mes galime panaudoti talamokortikinį ryšį, kad padidintume žievės plastiškumą vystymosi ar net suaugusiame!”

Galiausiai tyrėjai pastebėjo, kad talamokortikinės struktūrinės jungtys su su asociacijomis susijusiose smegenų regionuose, kurie vystosi ilgesniam laikui, didesnę įtaką paveikė aplinkos veiksniai. Tai rodo, kad nuolatinis smegenų vystymasis ir plastiškumas yra susijęs su ilgalaikiu jautrumu aplinkai.

Ateityje komandos išvados galėtų padėti sukurti intervencijas, skirtas palaikyti sveiką vaikų ir paauglių vystymąsi, praturtinant jų aplinkinę aplinką. Šios intervencijos galėtų padėti sustiprinti ryšius tarp talamo ir žievės regionų, skatinant pažangių psichinių galimybių įgijimą.

„Dabar norėtume ir toliau nustatyti mechanistinius plastiškumo reguliatorius asociacijų regionuose ir suprasti jų poveikį vystymosi trajektorijoms“, – pridūrė Sydnor.

„Mes taip pat esame suinteresuoti nustatyti konkrečius jaunimo aplinkos aspektus, kurie gali palengvinti nuolatinį thalamokortikinio ryšio vystymosi stiprinimą, kad būtų skatinamas žievės plastiškumas ir pritaikomumas. Būsimi tyrimai šiose srityse ir toliau pateiks įžvalgą apie mūsų pagrindinio tyrimo klausimą: kaip jaunimo aplinka gali būti panaudota, kad būtų galima skatinti atsparumą vaiko ir paauglių langus, susijusius su padidintu židinio plastikiniais plastiškumais?”