Dekódování tajemství rovnováhy

Nová studie provedená Corentinem Massotem, postdoktorandem na katedre fyziologie a Adamem Schneiderem, Ph.D. student na katedre fyziky, vyvinul nové chápání toho, jak mozog zpracovává informace z vnitrního ucha, které nabízejí nadeji tem, kterí trpí závrat. Lidé, kterí trpí príznaky vestibulární dysfunkce, jako je vertigo a závrate, setkávají se s mnoha problémy. Pokud jste se nekdy dívali pres okraj útesu a cítili se závratne, pochopili jste jejich potíze.
Více nez 70 milionu lidí v Severní Americe trpí tímto stavem. Lidé s vestibulární ztrátou mají potíze s potrebnými kazdodenními zivotními aktivitami (jako jíst, oblékat, dostat se do a ven z postele, pohybovat se po dome a pohybovat se venku), protoze i trochu otácení hlavy mohou zpusobit závrate a riziko padající.
Je známo, ze senzorický systém ve vnitrním uchu, známý jako vestibulární systém, nám pomáhá udrzet rovnováhu tím, ze udrzujeme vizuální pole stabilní, kdyz se pohybujeme. Vedci jiz vyvinuli základní znalosti o tom, jak mozek formuje nase vnímání sebe samých v pohybu. Ale az dosud nikdo nerozumel nejdulezitejsímu kroku, kterým neurony v mozku vybírají informace potrebné k udrzení vyvázenosti.
Informace získané v mozku a dekódované mozkem, zaslané neurony do vnitrního ucha, se delají tak slozitým zpusobem. Periferní vestibulární senzorické neurony ve vnitrním uchu zachycují v case menící se rychlostní a akceleracní stimuly zpusobené pohybem ve vnejsím svete (napríklad jízda v aute, která se mení ze stacionární polohy na 50 km za hodinu). Podrobné informace o techto podnetech (informace, které pomáhají rekonstruovat, jak se podnety mení v prubehu casu), ve forme nervových impulzu, prenásejí tyto neurony.
To bylo dríve veril, ze mozog dekódoval tyto informace lineárne, pokouset se rekonstruovat casovou posloupnost akcelerace a rychlosti stimulu. Nicméne dva profesori na Katedre fyziologie McGillovy univerzity Kathleen Cullen a Maurice Chacron kombinovali elektrofyziologické a výpocetní prístupy a byli schopni ukázat, ze neurony v vestibulárních jádrech v mozku dekódují príchozí informace nelineárne, protoze reagují na náhlé a nepredvídané zmeny v podnetech.
V kazdé fázi této smyslové cesty se mení nase zastoupení ve vnejsím svete. Napríklad neurony nacházející se ve vizuálním systému blíze k periferii senzorického systému (jako jsou gangliové bunky v sítnici) obvykle reagují na sirokou skálu senzorických podnetu ("hustý" kód), na rozdíl od centrálních neuronu (primární vizuální kortex na zadní strane hlavy), které obvykle reagují mnohem selektivneji ("rídký" kód). Selektivní prenos vestibulárních informací, který Chacron a Cullen poprvé dokumentovali, se objevuje uz v první synapse v mozku.
Cullen rekl:

"Byli jsme schopni ukázat, ze mozek vyvinul tuto velmi sofistikovanou výpocetní strategii, která by predstavovala náhlé zmeny v pohybu, aby bylo mozné vytváret rychlé presné reakce a zachovat rovnováhu, stále popisuji to jako elegantní, protoze to je opravdu to, jak me napadá."

Vzhledem k tomu, ze tento druh selektivity v odezve zvysuje vnímání mozku neocekávanými zmenami postavení tela, je dulezité pro kazdodenní zivot. Pokud napríklad vykrocíte z obrubníku, který jste nevideli, behem nekolika milisekund muze vás mozok získat potrebné informace a provádet sofistikované výpocty, které vám pomohou upravit situaci.

Vedci doufají, ze tento objev se bude týkat i jiných senzorických systému a nakonec i vývoji lepsí lécbu pacientu trpících závrate, vertigem a dezorientací behem své kazdodenní cinnosti. Toto zjistení má také potenciál vést k lécbe, která pomuze snízit symptomy, které pricházejí s pohybem a / nebo kosmickou nemocí, které se odehrávají v nárocnejsích prostredích.
Napsal Sarah Glynn