Telo se samoreguliše u procesu poznatom kao homeostaza, a mozak je odgovoran za to jer stalno prati sve vitalne signale tela. Ako vam je potrebno više kiseonika, na primer, onda se u mozak šalje poruka koja zatim govori telu da prilagodi vaše disanje i broj otkucaja srca. Ali neuroni uključeni u regulisanje disanja i srčanog ritma nikada do sada nisu bili direktno posmatrani zahvaljujući tehnologiji snimanja mozga tokom operacije mozga.
Neuronaučnici EPFL-a, u saradnji sa hirurzima i neuronaučnicima na Institutu za neuronauku Rokfeler Univerziteta Zapadne Virdžinije i na Univerzitetu Severne Karoline u Čepel Hilu, pokazuju da pojedinačni neuroni duboko u ljudskom mozgu, u dva talamusna jezgra i subtalamičkom jezgru, kodiraju vitalne fiziološke signale iz srca i pluća, pružajući prve direktne dokaze o tome kod ljudi. Rezultati su objavljeni u PNAS-u.
„Neuralne veze između unutrašnjih organa tela i mozga su pretpostavljene na osnovu retkih istraživanja na životinjama i postojećeg anatomskog rada“, objašnjava prva autorka Emanuela De Falko iz Laboratorije kognitivne neuronauke EPFL-a, koju vodi Olaf Blanke. „Otkrili smo da kardio-respiratorni signali utiču na veliki deo neurona.“
Marko Solca, koautor studije, nastavlja: „Lociranje ovih neurona je relevantno jer baca svetlo na to kako se ova komunikacija između tela i mozga dešava u dubokom mozgu.
Takođe je poznato da je komunikacija između tela i mozga relevantna za nekoliko važnih kognitivnih i afektivnih procesa jer utiče, na primer, na vizuelnu detekciju, emocionalnu regulaciju i donošenje odluka. Disfunkcija komunikacije telo-mozak je prepoznata kao važna karakteristika različitih stanja mentalnog zdravlja, uključujući anksioznost, raspoloženje, ishranu i psihosomatske poremećaje.
Studija je sprovedena tokom nekoliko godina, zahvaljujući saradnji sa dr Alijem Rezaijem, neurohirurgom i direktorom Instituta za neuronauku Rokfeler Univerziteta Zapadne Virdžinije, beleženjem aktivnosti pojedinačnih neurona kod pacijenata koji su podvrgnuti operaciji duboke moždane stimulacije (DBS) za lečenje raznih zdravstvenih stanja.
DBS se sastoji od stimulisanja neurona duboko u mozgu preko sonde elektrode. Pre umetanja sonde, neurohirurzi se ponekad odlučuju da privremeno ubace mikroelektrodu u mozak i snime moždanu aktivnost, pošto se poboljšava gde se u mozgu DBS sonda naknadno ubacuje.
Kao iu prethodnim projektima, naučnici EPFL-a su videli potencijal u ovim snimcima mikroelektroda i iskoristili priliku da istovremeno prate elektrokardiograme, čime su dobili spojene snimke aktivnosti neurona i različitih srčanih i respiratornih signala.
„Sada znamo gde se ovi neuroni nalaze, neposredne buduće studije bi mogle da se fokusiraju na razumevanje mehanizma povratne sprege između otkucaja srca i neuronske aktivnosti u subkortikalnim oblastima mozga i njihovog učešća u samosvesti i namerama kretanja ili slobodne volje“, kaže De Falco.
„Uopšteno govoreći, ova studija postavlja osnovu za nekoliko budućih razvoja, u pravcu razumevanja mozga i šire u psihijatrijskim uslovima.“
