Hjerneområder som er kritiske for menneskelig tidssense identifisert
Nå har forskere ved Medical College of Wisconsin i Milwaukee og Veterans Affairs Medical Center i Albuquerque identifisert områder i hjernen som er ansvarlige for å oppfatte tidens gang for å utføre kritiske hverdagsfunksjoner, flere detaljer på: unisci.com
Timing er alt. Den kommer inn når du tar beslutninger i et sekund, for eksempel å vite når du skal stoppe ved et rødt lys, fange en ball eller modulere rytme når du spiller piano.
Nå har forskere ved Medical College of Wisconsin i Milwaukee og Veterans Affairs Medical Center i Albuquerque identifiserte områder i hjernen som er ansvarlige for å oppfatte tidens gang for å gjennomføre kritiske hverdager funksjoner.
Studien deres er den første som demonstrerer at basalgangliene ligger dypt inne i hjernen og parietal lobe som ligger på overflaten til høyre side av hjernen, er kritiske områder for denne tidsbestemmelsen system.
Resultatene deres er publisert i den nåværende utgaven av Nature Neuroscience. Det er viktig at undersøkelsen stiller spørsmål ved en langvarig og bred tro på det vitenskapelige samfunnet om at lillehjernen er den kritiske strukturen som er involvert i tidsoppfatning.
"Vi er glade for at funnene våre også kan ha anvendelse for å bedre forstå noen nevrologiske lidelser," sier Stephen M. Rao, Ph. D., professor i nevrologi ved Medical College og hovedetterforsker. "Ved å identifisere området i hjernen som er ansvarlig for å styre vår tidsfølelse, kan forskere nå studere mangelfull tidsoppfatning, som har blitt observert i pasienter med Parkinsons sykdom og ADHD, to sykdommer som ofte antas å ha unormal funksjon i basal liene."
Å ta nøyaktige beslutninger om varigheten av korte tidsintervaller fra 300 millisekunder til 10 sekunder er avgjørende for de fleste aspekter ved menneskelig atferd. Samtidige teorier om kort tidsintervaller antar eksistensen av et tidtaker-system i hjernen, men å identifisere disse hjernesystemene har vært unnvikende og kontroversiell.
Ved å bruke en ny teknisk funksjonell magnetisk resonansimaging (fMRI) teknikk som sporer endringer sekund for sekund i hjerneaktivitet, identifiserte etterforskere regioner i hjernen som er kritiske for denne tidtakingen system.
Sytten friske, unge menn og kvinner frivillige ble avbildet mens de ble bedt om å oppfatte varigheten av tiden mellom presentasjonene av to påfølgende toner. Ett sekund senere ble ytterligere to toner presentert og forsøkspersoner ble bedt om å avgjøre om varigheten mellom tonene var kortere eller lengre enn de to første tonene.
To kontrolloppgaver for å sikre at hjernesystemene knyttet til tidsoppfatning var tydelig identifisert ble gitt som innebar å lytte til toner eller estimere tonehøyde, men ikke dømme om deres varighet.
Ved hjelp av denne raske avbildningsteknikken kunne etterforskerne bare isolere de områdene i hjernen aktiveres under presentasjon av de to første tonene - når motiv bare oppfatter og ivaretar tid. Resultatene deres viste definitivt at tidtaksfunksjoner styres av basalganglier og høyre parietal cortex.
Etterforskere har lenge mistenkt, basert på indirekte bevis, at basalgangliene kan være involvert i tidsoppfatning. Basalgangliene har nerveceller som primært inneholder nevrotransmitteren, dopamin.
Pasienter med Parkinsons sykdom har en unormal reduksjon i dopamin i basalganglier og opplever ofte problemer med tidsoppfatning. Disse vanskene forbedres delvis når pasienter får et medikament som øker dopaminnivået i hjernen.
Mangelfull tidsoppfatning er også observert hos pasienter med Huntingtons sykdom og ADHD, to lidelser som ofte antas å ha unormal funksjon innenfor basalgangliene. Dyrestudier har også vist viktigheten av dopamin i tidtaking.
Medisinske høyskoleforskere ved Froedtert sykehus, en viktig lærer tilknyttet Medical College, bruker for tiden denne nye prosedyren for nevroavbildning for å bedre forstå hvordan hjernen gjør det mulig for dopaminsubstitusjonsmedisiner og metylfenidat (Ritalin) å normalisere tidsoppfatning hos individer med Parkinsons sykdom og ADHD, henholdsvis.
En tilleggsstudie, i samarbeid med etterforskere ved University of Iowa, vil undersøke tid oppfatning i de tidlige stadiene av Huntingtons sykdom, før utviklingen av den karakteristiske bevegelsen lidelse.
Den kritiske rollen til parietalobene i tidtaking ble først antydet av medforfatter Deborah L. Harrington, Ph. D., forskningsforsker, Veterans Affairs Medical Center og førsteamanuensis, professor i nevrologi og psykologi, University of New Mexico, Albuquerque, NM. Hun og kollegene rapporterte at hjerneslagpasienter med skade på parietal cortex på høyre side, men ikke venstre side av hjernen, opplevde nedsatt tidsoppfatning.
Pasienter for studien er hentet fra Froedtert sykehus og VA Medical Center i Milwaukee. I tillegg studerer forskerne voksne ADHD-pasienter som har blitt sett siden barndommen ved Medical College.
Medforfatter for studien med Dr. Rao og Harrington er Andrew R. Mayer, M.S., doktorgradsstudent, avdeling for nevrologi, Medical College of Wisconsin.
Studien ble støttet av tilskudd fra National Institute of Mental Health og W.M. Keck Foundation til Medical College, og Institutt for veteransaker og National Foundation for Functional Brain Imaging til Veterans Affairs Medical Center, Albuquerque. - Av Toranj Marphetia
