A kognitív állapotok feltérképezése: új lépcső az agyhullám-kutatásban

A St. Louis-i Washington Egyetem úttörő tanulmánya új keretrendszert vezet be személyre szabott agyi modellek létrehozásához, betekintést nyújtva az egyéni idegi dinamikába és kognitív állapotokba.

Az emberi agy összetettsége, több milliárd neuronjával és trillió kapcsolatával, olyan egyedi kognitív funkciókat tesz lehetővé, mint a problémamegoldás, a kreativitás és a társadalmi interakció. Azonban annak megértése, hogy az agyi jelátvitel egyéni különbségei hogyan járulnak hozzá a különböző viselkedésekhez, továbbra is nagy kihívást jelent. Ennek megoldására a ShiNung Ching és Todd Braver által vezetett idegtudósok és mérnökök csoportja kifejlesztett egy technikát, amely precíziós agyi modelleket generál nagy felbontású, nem-invazív[1] agyi szkenneléssel. Eredményeik biztatóak az idegtudományi kutatások előmozdítása és a neurológiai állapotok kezelésének javítása szempontjából.

A kutatók magnetoenkefalográfia (MEG) és elektroencefalográfia (EEG) adatait használták fel 27 egészséges személy agyi szintű idegdinamikájának feltérképezésére. A keretrendszer úgy modellezi az agyi aktivitást, hogy gerjesztő és gátló idegi áramköröket épít be, és összekapcsolja ezeket az alfa- és béta-frekvenciájú agyhullámokkal – a kognitív állapotok kulcsfontosságú mutatóival. (Az alfa hullámok jellemzően olyan ellazult állapotoknak felelnek meg, mint a meditáció, míg a béta hullámok az aktív megismeréshez, például a döntéshozatalhoz kapcsolódnak.) Az eredmények azt mutatták, hogy az agyhullámok frekvenciájának egyéni különbségei a gerjesztő és gátló neuronok közötti egyensúly eltéréseiből erednek. A modell sikeresen reprodukálta az alfa és béta mintákat minden résztvevő esetében, és pontosan megjósolta a jövőbeli agyi aktivitást, igazolva az egyéni előrejelzés megbízhatóságát.

Ezek a személyre szabott agyi modellek képesek átalakítani a klinikai gyakorlatot azáltal, hogy mélyebb megértést nyújtanak az agy dinamikájáról. Előkészíthetik az utat a személyre szabott orvosi beavatkozásokhoz, beleértve a neurostimulációs kezeléseket olyan állapotok esetén, mint az epilepszia vagy a depresszió. Ezenkívül ez a megközelítés előmozdíthatja a kognitív fejlesztéssel kapcsolatos kutatásokat, és támogathatja a folyamatban lévő együttműködést a modell szélesebb körű alkalmazásokhoz való finomításában.

Ez az innovatív keretrendszer jelentős ugrást jelent az idegtudományban, áthidalva az egyéni agyi dinamika és a kognitív működés közötti szakadékot. A tanulmány szerzői a jövőben arra összpontosítanak, hogy kiterjesszék hatókörét, és integrálják a klinikai és kutatási környezetbe, közelebb hozva minket a személyre szabott orvosláshoz és az emberi agy működésébe való mélyebb betekintéséhez.

(Forrás: emjreviews.com)


[1] fizikai beavatkozás nélküli