Μια διεπιστημονική ερευνητική ομάδα στο Πανεπιστήμιο του Φράιμπουργκ βρήκε σημαντικές ενδείξεις σχετικά με τη λειτουργία του αισθητικοκινητικού φλοιού. Τα νέα ευρήματα σχετικά με τις νευρωνικές δραστηριότητες σε αυτή την περιοχή του εγκεφάλου θα μπορούσαν να είναι χρήσιμα για την περαιτέρω ανάπτυξη και χρήση των λεγόμενων νευροπροθέσεων.
Εγκέφαλος
Αυτά έχουν μια διασύνδεση με το νευρικό σύστημα και προορίζονται να βοηθήσουν στην αντιστάθμιση των νευρωνικών δυσλειτουργιών. «Τα αποτελέσματά μας θα συμβάλουν στη βελτίωση των νευροπροσθετικών προσεγγίσεων, ενώ θα συντομεύσουν την περίοδο εκπαίδευσης των ασθενών με προθέσεις», λέει η νευροβιολόγος καθ. Δρ. Ilka Diester από τη Βιολογική Σχολή του Πανεπιστημίου του Φράιμπουργκ. Τα αποτελέσματα μόλις δημοσιεύτηκαν στο περιοδικό Nature Communications.
Κατανόηση του εγκεφάλου κάτω από πιο φυσικές συνθήκες
Στο ερευνητικό πρόγραμμα συμμετείχαν επίσης οι ομάδες εργασίας του επιστήμονα υπολογιστών Καθ. Δρ. Thomas Brox από το Πανεπιστήμιο του Φράιμπουργκ και του νευροεπιστήμονα Καθ. Δρ. Daniel Durstewitz από το Κεντρικό Ινστιτούτο Ψυχικής Υγείας στο Mannheim. Η ομάδα βρήκε στοιχεία διατηρημένων δομών νευρωνικής δραστηριότητας στον αισθητικοκινητικό φλοιό των ελεύθερα κινούμενων αρουραίων. Οι ηλεκτροφυσιολογικές καταγραφές σε ολόκληρο τον αμφίπλευρο αισθητικοκινητικό φλοιό επιτρέπουν την εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με τις αντίστοιχες συνεισφορές των προκινητικών, κινητικών και αισθητήριων περιοχών.
Συγκεκριμένα, οι ερευνητές βρήκαν μια σαφή κλίση για μια ετερόπλευρη προκατάληψη, δηλαδή για κινήσεις του αντίθετου μισού του σώματος, από τις πρόσθιες προς τις οπίσθιες περιοχές. Τα προηγούμενα ευρήματα για τον αισθητικοκινητικό φλοιό βασίζονται κυρίως σε πολύ περιορισμένες, στερεότυπες κινήσεις σε εργαστηριακό περιβάλλον. Η τρέχουσα εργασία χρησιμοποιεί ηχογραφήσεις σε θέματα που κινούνται ελεύθερα χρησιμοποιώντας τρισδιάστατη παρακολούθηση και αντιμετωπίζει το ζήτημα της δυνατότητας μεταφοράς της γνώσης σχετικά με τον νευρικό έλεγχο των κινήσεων από περιορισμένη συμπεριφορά σε μια κατάσταση ελεύθερα κινούμενης, προϋπόθεση για την κατανόηση του εγκεφάλου σε πιο φυσικές συνθήκες καθώς και για περαιτέρω ανάπτυξη νευροπροσθετικών συσκευών.
Κατηγορίες συμπεριφοράς μεταξύ ατόμων
Η ομάδα χρησιμοποίησε μια μέθοδο μείωσης διαστάσεων και ευθυγράμμιση νευρικών δεδομένων. Έτσι, τα υψηλών διαστάσεων νευρωνικά μοτίβα περιορίστηκαν σε αναπαράσταση χαμηλής διάστασης μέσω της ομοιότητάς τους με άλλα μοτίβα, με αποτέλεσμα γεωμετρικές δομές στην οπτική αναπαράσταση. Αυτά τα γεωμετρικά μοτίβα στη συνέχεια ευθυγραμμίστηκαν αυτόματα μεταξύ τους, παρόμοια με την εικόνα του να κρατάς έναν μαγνήτη σε ένα πακέτο καρφιών. Αυτά στη συνέχεια ευθυγραμμίζονται προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση.
Με βάση αυτές τις ευθυγραμμισμένες γεωμετρικές δομές, οι ερευνητές μπόρεσαν να αποκρυπτογραφήσουν κατηγορίες συμπεριφοράς σε συνεδρίες εγγραφής και ακόμη και σε άτομα, και να βρουν αντίστοιχα στοιχεία διατηρημένων δομών νευρικής δραστηριότητας.