Προκειμένου να επιβιώσουν και να ευδοκιμήσουν, οι άνθρωποι και άλλοι ζωντανοί οργανισμοί πρέπει να αποκτήσουν συνεχώς νέες στρατηγικές για να προσαρμόσουν τη συμπεριφορά τους σε μεταβαλλόμενα περιβάλλοντα. Παλαιότερες μελέτες δείχνουν ότι ο συγχρονισμός μεταξύ διαφορετικών εγκεφαλικών κυττάρων θα μπορούσε να δημιουργήσει ευέλικτες καταστάσεις εγκεφάλου που διευκολύνουν τη συμπεριφορά προσαρμογής σε διαφορετικές καταστάσεις.
Οι οργανισμοί έχουν συχνά βρεθεί να εμφανίζουν ρυθμική νευρική δραστηριότητα που συμβαίνει ταυτόχρονα σε διαφορετικά μέρη του εγκεφάλου με συγχρονισμένο τρόπο. Ωστόσο, οι νευροεπιστήμονες δεν έχουν ακόμη καταφέρει να προσδιορίσουν εάν αυτή η συγχρονισμένη δραστηριότητα είναι σημαντική για συγκεκριμένες εγκεφαλικές λειτουργίες ή είναι απλώς ένα υποπροϊόν του τρόπου με τον οποίο οργανώνονται τα εγκεφαλικά κυκλώματα.
Είναι ενδιαφέρον ότι άτομα με ψυχικές διαταραχές όπως η σχιζοφρένεια και ο αυτισμός έχουν βρεθεί ότι εμφανίζουν ελλείμματα συγχρονισμού μεταξύ των νευρώνων . Η κατανόηση της σημασίας και της σημασίας της συγχρονισμένης νευρικής δραστηριότητας θα μπορούσε έτσι να έχει σημαντικές επιπτώσεις σε διάφορους τομείς σπουδών, όπως η νευροεπιστήμη, η ψυχολογία και η ψυχιατρική.
Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Σαν Φρανσίσκο, σε συνεργασία με επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ και του Στάνφορντ, πρόσφατα διεξήγαγαν μια μελέτη που διερευνά τον ρόλο του συγχρονισμού της συχνότητας γάμμα (~ 40 Hz) μεταξύ των μετεγχειρητικών προφθαλμικής παραβαλβουμίνης (PV) σε ποντίκια που είναι απόκτηση νέων ενώσεων ερεθίσματος-ανταμοιβής. Η εφημερίδα τους, που δημοσιεύθηκε στο Nature Neuroscience, προσφέρει νέες πληροφορίες που θα μπορούσαν τελικά να βελτιώσουν την κατανόησή μας σχετικά με τις ανωμαλίες στα πρότυπα νευρικού συγχρονισμού που παρατηρούνται σε άτομα που πλήττονται από διάφορες διαταραχές της ψυχικής υγείας.
“Προς το παρόν δεν καταλαβαίνουμε εάν τα ελλείμματα σε συγχρονισμό που σχετίζονται με συγκεκριμένες ψυχικές διαταραχές πρέπει να διορθωθούν για τη θεραπεία τους”, δήλωσε ο Vikaas Sohal, ένας από τους ερευνητές που πραγματοποίησαν τη μελέτη, στο Medical Xpress. “Στην πρόσφατη μελέτη μας, ξεκινήσαμε να αξιολογήσουμε εάν αυτός ο συγχρονισμός συμβάλλει πραγματικά στη μάθηση σε ποντίκια.”
Στη μελέτη τους, ο Sohal και οι συνάδελφοί του χρησιμοποίησαν μια προσέγγιση γνωστή ως οπτογενετική, η οποία χρησιμοποιεί ευαίσθητες στο φως πρωτεΐνες που μπορούν να ενεργοποιήσουν τους νευρώνες για τον έλεγχο του συγχρονισμού μεταξύ των νευρώνων στο αριστερό και το δεξί ημισφαίριο του εγκεφάλου των ποντικών. Αυτό τους επέτρεψε να ελέγξουν εάν η αλλαγή του συγχρονισμού αυτών των νευρώνων επηρέασε τη συσχετιστική μάθηση των ποντικών κατά τη διάρκεια πειραμάτων προετοιμασίας. “Στη συνέχεια χρησιμοποιήσαμε γενετικά κωδικοποιημένους δείκτες τάσης – πρωτεΐνες που αλλάζουν τον φθορισμό τους με βάση τη νευρωνική δραστηριότητα – για να ανιχνεύσουν πότε συγχρονίστηκαν συγκεκριμένοι νευρώνες στο αριστερό και το δεξί ημισφαίριο”, εξήγησε ο Sohal.