Das Gehirn sagt uns, was zu tun ist, wie zu handeln ist, was zu denken ist und was zu sagen ist. Es erinnert sich sogar an das Gesicht von Fremden auf der Straße und hüllt sie in unsere Sorgen, setzt einen Partyhut auf sie und wirft böse Kängurus hinein, wodurch ein seltsames Szenario entsteht, das uns im Schlaf unterhält. Wir sind auf dieses Organ angewiesen, um zu leben und zu lernen, aber vieles an diesem Organ bleibt für uns immer noch so mysteriös wie das Innere eines Schwarzen Lochs. Jedes Jahr lehren uns neue Entdeckungen mehr über dieses wundersame Organ. Zu den diesjährigen Entdeckungen gehört die seltsame Fähigkeit des Gehirns, sich vor der Idee des Todes zu schützen, wie einsame Antarktisexpeditionen das Gehirn schrumpfen lassen können und wie das Gehirn immer noch funktioniert, wenn die Hälfte davon fehlt. Tauchen Sie ein und lernen Sie einige der größten Gehirnentdeckungen des Jahres 2019 kennen.
Wütende Träume
Menschen können im Schlaf viele Emotionen erleben, sogar Wut. Die Forscher entdeckten, dass sie durch die Analyse der Gehirnaktivität feststellen konnten, ob eine Person wütende Träume hatte oder nicht. Das Team untersuchte Gehirnregionen, die als "Frontallappen" bekannt sind und dabei helfen, den Ausdruck von Emotionen zu kontrollieren und Probleme zu lösen. Eine asymmetrische Aktivität in den Frontallappen des Gehirns während und vor dem Schlafen könnte darauf hinweisen, dass eine Person nach den Ergebnissen wütende Träume hatte.
Wenn wir uns entspannen, setzt das Gehirn Alpha-Gehirnwellen frei, die zwischen 8 Hertz und 12 Hertz schwingen. Wenn die Alpha-Aktivität nicht übereinstimmt - je mehr Alpha-Gehirnwellen freigesetzt werden, desto weniger arbeitet die Region des Gehirns - zwischen den beiden Frontallappen, was darauf hinweist, dass die Person versucht, ihren Ärger zu kontrollieren. Nach der Analyse dieser Gehirnwellen bei 17 Teilnehmern, die zwei Nächte (im Abstand von einer Woche) in einem Schlaflabor verbracht hatten, stellte das Team fest, dass im Gehirn etwas Ähnliches passiert, während die Person schläft. Menschen mit größerer frontaler Alpha-Asymmetrie im Schlaf gaben an, wütendere Träume zu haben.
Einsame Antarktisexpeditionen
Menschen - auch Introvertierte - sind soziale Wesen, und Einsamkeit kann das Gehirn belasten. Eine Studie ergab, dass neun Entdecker, die mehr als ein Jahr in der Leere der Antarktis verbracht hatten, etwas kleinere Gehirne hatten. Eine Gruppe von Forschern verglich Gehirnscans des Gehirns der Entdecker, die sie vor ihrer Abreise auf den lebhaften Kontinent und nach ihrer Rückkehr in die Gesellschaft aufgenommen hatten. Sie fanden heraus, dass Teile des Gehirns, wie der Hippocampus - eine Gehirnregion, die an Lernen und Gedächtnis beteiligt ist - nach der Rückkehr der Entdecker weniger Volumen hatten, berichtete das Team Anfang dieses Monats.
Darüber hinaus hatten die Forscher einen verringerten Spiegel eines Proteins, das als aus dem Gehirn stammender neurotropher Faktor (BDNF) bezeichnet wird, der das Wachstum und Überleben neuer Neuronen unterstützt und notwendig ist, um neue Verbindungen im Gehirn herzustellen. Jetzt versuchen Forscher, Wege zu finden - wie z. B. Übungsroutinen oder virtuelle Realität -, um eine Schrumpfung des Gehirns zu verhindern, wenn sich Menschen in solch einsamen, nicht stimulierenden Umgebungen befinden.
Fehlende Glühbirnen
Es wäre rätselhaft, wenn eine Person einen Apfel aufheben könnte, ohne ihre Hand zu benutzen. In ähnlicher Weise entdeckte eine Gruppe von Forschern eine kleine Untergruppe von Menschen, die riechen können, obwohl ihnen eine kritische Gehirnregion fehlt, die benötigt wird, um riechen zu können. Die Riechkolben sitzen vorne im Gehirn und verarbeiten Informationen über Gerüche aus der Nase. Die Forscher entdeckten dies zufällig, als sie die Gehirnscans einer 29-jährigen Frau untersuchten, die normal riechen konnte und feststellte, dass ihr ihre Riechkolben fehlten. Sie fanden später ein paar andere Frauen, denen ebenfalls die Riechkolben fehlten, die aber behaupteten, riechen zu können. Sie führten Gehirnscans und Geruchstests bei diesen Frauen durch, und tatsächlich wurde ihre Geschichte überprüft.
Die Forscher wissen nicht genau, was zu dieser magischen Fähigkeit zu riechen geführt hat, aber sie glauben, dass ein anderer Teil des Gehirns die Rolle der Riechkolben hätte übernehmen können, was die große Fähigkeit des Gehirns demonstriert, sich selbst neu zu formen. Eine andere Alternative ist, dass wir alles falsch verstanden haben und dass Sie keine Riechkolben benötigen, um Gerüche unterscheiden und identifizieren zu können - was bedeutet, dass diese Strukturen möglicherweise für etwas anderes verantwortlich sind.
Magnetfeld
Einige Tiere nutzen das unsichtbare Magnetfeld, das unseren Planeten umgibt, als natürliches Navigationssystem. Es stellt sich heraus, dass manche Menschen möglicherweise auch das Magnetfeld unseres Planeten wahrnehmen können, obwohl nicht klar ist, warum. In einer im März veröffentlichten Studie untersuchte eine Gruppe von Forschern das Gehirn von 34 Personen, denen gesagt wurde, sie sollten in einer dunklen Testkammer mit einem künstlichen Magnetfeld sitzen. Die Gehirnanalyse ergab, dass vier der 34 Teilnehmer eine starke Reaktion auf eine Verschiebung des Magnetfelds von Nordosten nach Nordwesten zeigten - aber nicht umgekehrt.
Diese vier Personen zeigten eine Abnahme einer Gehirnwelle, die darauf hinwies, dass das Gehirn ein Signal aufnahm, wahrscheinlich ein magnetisches. Es ist nicht klar, warum einige Menschen auf das Magnetfeld reagierten, während andere dies nicht taten, und es ist auch nicht klar, wie das Gehirn solche Signale erkannte. Frühere Forschungen haben jedoch ergeben, dass das menschliche Gehirn viele winzige magnetische Partikel enthält, die laut den Forschern möglicherweise etwas damit zu tun haben.
Die Idee des Todes
Der Tod ist ein ebenso natürliches Phänomen wie Leben und Liebe. Aber unser Gehirn schützt uns vor der Idee unseres eigenen Untergangs, so dass wir laut einer kürzlich durchgeführten Studie nicht verstehen können, dass wir eines Tages mit anderen im ewigen Schlaf zusammen sein werden. Das Gehirn verwendet ständig alte Informationen, um vorherzusagen, was in ähnlichen Szenarien in Zukunft passieren wird. Das Gehirn sollte also vorhersagen können, dass auch Sie eines Tages sterben werden.
Aber wie sich herausstellt, bricht etwas an der Idee unseres eigenen Todes diesen Mechanismus im Gehirn zusammen. Eine Gruppe von Forschern fand dies heraus, indem sie beobachtete, wie das Gehirn von 24 Menschen reagierte, wenn ihre Gesichter neben Worten im Zusammenhang mit dem Tod gezeigt wurden. Messungen der Gehirnaktivität zeigten, dass der Vorhersagemechanismus des Gehirns zusammenbrach, wenn es um die Idee des eigenen Todes der Person ging. Es ist unklar, warum dies geschieht, aber laut Theoretikern würde ein zu scharfes Bewusstsein für die eigene Sterblichkeit die Wahrscheinlichkeit verringern, dass sich die Person fortpflanzen möchte, weil Angst sie daran hindern würde, die Risiken einzugehen, die eingegangen werden müssen, um einen Partner zu finden .
Wirbelsäulenflüssigkeit waschen
Forscher wissen seit langem, dass die Gehirnaktivität im Schlaf sehr rhythmisch ist und wellenförmige Wellen neuronaler Aktivität erzeugt. Aber zum ersten Mal in diesem Jahr fanden die Forscher etwas anderes, das Teil dieses rhythmischen Zyklus ist: Liquor cerebrospinalis. Diese Flüssigkeit umgibt und schützt das Gehirn und das Rückenmark zu jeder Zeit. Frühere Forschungen haben gezeigt, dass sie das Gehirn auch im Schlaf von toxischen Proteinen reinigt.
Eine Gruppe von Forschern untersuchte das Gehirn von 13 schlafenden Teilnehmern mit einem Magnetresonanztomographen (MRT) und stellte fest, dass Liquor cerebrospinalis tatsächlich in einem ziemlich rhythmischen Fluss in das schlafende Gehirn fließt. Die Gehirnaktivität beruhigt sich, dann fließt Blut aus dem Gehirn und die Cerebrospinalflüssigkeit fließt ein. Tatsächlich ist dieser Fluss so vorhersehbar und konstant, dass man erkennen kann, ob eine Person schläft oder wach ist, indem man nur ihre Cerebrospinalflüssigkeit betrachtet. Die Ergebnisse könnten einen Einblick in gehirnbedingte Alterungsprobleme geben.
Gehirnhälfte fehlt
Das Gehirn hat eine bemerkenswerte Fähigkeit, sich zu verändern und anzupassen, wie eine kleine Gruppe von Menschen zeigt, denen als Kinder die Hälfte ihres Gehirns entfernt wurde, um epileptische Anfälle zu reduzieren. Obwohl sie eine ganze Hälfte ihres Gehirns vermissten, funktionierten sie einwandfrei, da die verbleibende Hälfte laut einer neuen Studie stärker wurde. Das Team analysierte das Gehirn von sechs Erwachsenen in den Zwanzigern und Dreißigern, denen im Alter zwischen 3 Monaten und 11 Jahren die Hälfte ihres Gehirns entfernt worden war, und verglich sie mit anderen, deren Gehirn intakt war.
Gehirnscans zeigten, dass bei Patienten mit nur einer Gehirnhälfte Gehirnregionen, die an demselben Netzwerk beteiligt waren (z. B. das Sehen), genauso gut zusammenarbeiteten wie bei Patienten, deren Gehirn intakt war. Sie fanden auch heraus, dass die Konnektivität zwischen Teilen verschiedener Hirnnetzwerke bei Patienten, bei denen eine Hemisphäre entfernt wurde, stärker war, was darauf hindeutet, dass das Gehirn den Verlust eines großen Teils von sich selbst kompensieren kann.
Sprache lernen
Laut einer im März veröffentlichten Studie benötigt Ihr Gehirn Speicher, der dem entspricht, was sich auf einer Diskette befindet, um Ihre Muttersprache zu beherrschen. Ein durchschnittlicher englischsprachiger Erwachsener muss wahrscheinlich etwa 12,5 Millionen Bit Informationen in Bezug auf die Sprache oder 1,5 Megabyte Speicherplatz lernen. (Die Autoren verwendeten die Idee von "Bits" als Beispiel; das Gehirn speichert Informationen nicht in Bits oder Nullen und Einsen.) Viele dieser Millionen Bits von Sprachinformationen haben jedoch weniger mit Grammatik und Syntax als mit Wortbedeutung zu tun . Im besten Fall erinnert sich ein Erwachsener an einem einzigen Tag an 1.000 bis 2.000 Bit seiner Muttersprache, und im schlimmsten Fall erinnert er sich an etwa 120 Bit pro Tag.
Wiederbelebung toter Gehirne
Wissenschaftler stellten die Gehirnzirkulation und die Zellaktivität im Gehirn von Schweinen Stunden nach ihrem Tod wieder her. Dieses radikale Experiment stellte die herausragende Idee in Frage, dass das Gehirn nach dem Tod plötzlich und irreversibel geschädigt wird. Eine Gruppe von Forschern zeigte jedoch, dass der Zelltod über einen längeren Zeitraum auftritt und in einigen Fällen sogar verschoben oder rückgängig gemacht werden kann. Die Forscher entwickelten ein System zur Untersuchung des postmortalen Gehirns namens "BrainEx", bei dem sie einen synthetischen Blutersatz in die Arterien des Gehirns pumpten. Sie pumpten diese Lösung 4 Stunden nach dem Tod der Tiere in 32 Schweinehirne und ließen die Lösung 6 Stunden im Gehirn bleiben. Sie fanden heraus, dass das System die Struktur der Gehirnzellen bewahrte, den Zelltod reduzierte und eine gewisse Zellaktivität wiederherstellte.
Obwohl die Forscher betonten, dass sie keine Aktivität beobachteten, die darauf hinwies, dass das Gehirn bewusst oder bewusst war, haben einige Wissenschaftler die Ergebnisse in Frage gestellt, was es bedeutet, am Leben zu sein. Darüber hinaus wurde diese Studie an Schweinen und nicht an Menschen durchgeführt. (Schweinegehirne sind menschlichen Gehirnen ähnlicher als Nagetiergehirne.)
Verborgenes Bewusstsein
Einige Patienten, die sich im Koma oder im vegetativen Zustand befinden, zeigen laut einer im Juni veröffentlichten Studie Anzeichen eines "verborgenen Bewusstseins". Die Forscher analysierten die Gehirnwellen von mehr als 100 Patienten, die nach einer Hirnverletzung nicht mehr reagierten. Sie fanden heraus, dass innerhalb von ein paar Tagen nach der Verletzung jeder siebte Patient mit einem deutlichen Muster der Gehirnaktivität oder einem "verborgenen Bewusstsein" reagierte, wenn er aufgefordert wurde, seine Hände zu bewegen. Dies deutet darauf hin, dass die Patienten die Befehle verstanden, sich aber nicht bewegen konnten. Ein Jahr später konnten 44% der Patienten, die diese ersten Anzeichen eines verborgenen Bewusstseins hatten, mindestens 8 Stunden am Tag alleine funktionieren, während nur 14% der Patienten, die keine ersten Anzeichen eines verborgenen Bewusstseins zeigten, dies konnten. Mit anderen Worten, Patienten, die diese Anzeichen eines "verborgenen Bewusstseins" hatten, erholten sich nach Angaben der Forscher eher als Patienten ohne diese Anzeichen.
