Mga Tulong sa Imaging ng Magnetic Resonance sa Pagsasalin ng Mga Misteryo sa Pagtulog

Ang aming estado ng kamalayan ay nagbabago sa mga panahon ng mahimbing na pagtulog, tulad ng mga nasa pagkawala ng malay o ilalim ng pangkalahatang kawalan ng pakiramdam. Matagal nang naniniwala ang mga siyentista – ngunit hindi sigurado – na ang aktibidad ng utak ay bumababa kapag natutulog tayo. Ang karamihan sa pagsasaliksik sa pagtulog ay ginagawa gamit ang electroencephalography (EEG), isang pamamaraan na sumusukat sa aktibidad ng utak sa pamamagitan ng mga electrode na nakalagay kasama ng anit ng pasyente. Gayunpaman, si Anjali Tarun, isang katulong na manggagamot sa EPFL’s Medical Image Processing Laboratory sa loob ng School of Engineering, ay nagpasyang siyasatin ang aktibidad ng utak habang natutulog gamit ang magnetic resonance imaging, o MRI. Ayon kay Dimitri Van De Ville, pinuno ng lab, “Sinusukat ng MRI ang pagsukat sa neural na aktibidad sa pamamagitan ng pagkilala sa hemodynamic na tugon ng mga istraktura sa buong utak, kaya’t nagbibigay ng mahalagang impormasyon bilang karagdagan sa EEG. ” Sa mga eksperimentong ito, umasa si Tarun sa EEG upang malaman kung ang mga kalahok sa pag-aaral ay nakatulog at itinuro ang iba’t ibang mga yugto ng pagtulog. Pagkatapos ay sinusuri niya ang mga imaheng MRI upang makabuo ng mga spatial na mapa ng neural na aktibidad at upang makilala ang iba’t ibang mga estado ng utak.

Magagamit na mahirap na data

Ang masama lamang ay hindi madaling gumanap ng MRI sa utak ng mga kalahok habang natutulog sila. Ang mga makina ay napaka ingay, na ginagawang mahirap para sa mga kalahok na makamit ang isang estado ng malalim na pagtulog. Ngunit ang pagtatrabaho kasama si Propesor Sophie Schwartz ng University of Geneva at Prof. Nikolai Axmacher sa Ruhr-Universität Bochum, maaaring gumamit ang Tarun ng sabay na data ng MRI at EEG mula sa halos tatlong tao. Ang data ng aktibidad ng utak ay natakpan sa loob ng halos dalawang oras habang natutulog ang mga kalahok sa isang MRI machine. “Ang dalawang oras ay medyo mahabang panahon, na nangangahulugang nakakakuha kami ng isang pagkakasunud-sunod ng natatangi, maaasahang data,” sabi ni Tarun. “Ang MRIs ay ginaganap habang ang isang pasyente ay gumaganap ng isang mental na aktibidad na karaniwang tumatagal ng tungkol sa 10-30 minuto.”

Aktibidad ng utak habang natutulog

Matapos pag-aralan, pag-aralan at paghambing ang lahat ng data, nahanap ni Tarun ang kanyang nakita. “Kinakalkula namin nang eksakto kung gaano karaming beses ang mga network na nabuo sa iba’t ibang bahagi ng utak ay naging aktibo sa bawat yugto ng pagtulog,” sabi niya. “Natuklasan namin na sa magaan na yugto ng pagtulog – iyon ay, sa pagitan ng iyong pagtulog at kapag pumasok ka sa isang malalim na estado ng pagtulog – bumabawas ang pangkalahatang aktibidad ng utak. Ngunit ang komunikasyon sa pagitan ng iba’t ibang bahagi ng utak ay naging mas kumplikado. Sa palagay namin ito ay dahil sa kawalang-tatag ng mga estado ng utak sa yugtong ito. “Dagdag pa ni Van De Ville:” Ang ikinagulat namin lahat tungkol dito ay ang kinahinatnan ng pag-uwi. Sa panahon ng yugto ng paglipat mula sa magaan hanggang sa malalim na pagtulog, tumataas ang aktibidad ng lokal na utak at nababawasan ang kumpiyansa sa sarili. Nangangahulugan ito ng kawalan ng kakayahan ng mga network ng utak na gumana nang sabay. “

Ang pag-andar ng network ng default-mode at cerebellum

Ang kamalayan sa pangkalahatan ay nauugnay sa mga neural network na maaaring kumonekta sa aming mga proseso ng paggalugad, memorya ng episodiko at matinding pag-iisip. “Nalaman namin na ang network sa pagitan ng mga nauuna at posterior na rehiyon ay nagambala, at partikular na binigkas ito upang madagdagan ang lalim ng pagtulog,” sabi ni Van De Ville. “Ang isang katulad na pagkasira ng mga neural network ay naobserbahan din sa cerebellum, na madalas na nauugnay sa pagkontrol ng motor.” Sa ngayon, hindi alam ng mga siyentista kung ano ang eksaktong sanhi nito. Ngunit ang alam nila ay isang unang hakbang patungo sa isang mas mahusay na pag-unawa sa aming estado ng kamalayan habang natutulog kami. “Ipinapakita ng aming mga natuklasan na ang kamalayan ay resulta ng pag-uusap sa pagitan ng iba’t ibang mga rehiyon ng utak, at hindi ng lokal na aktibidad ng utak,” sabi ni Tarun. “Sa pag-aaral kung paano nagbabago ang ating estado ng pag-iisip sa iba’t ibang yugto ng pagtulog, at kung ano ang ibig sabihin ng mga aktibidad ng aktibidad ng network ng utak, mas mauunawaan natin at mabibilang ang maraming mga pagpapaandar ng utak na makikilala tayo bilang tao. “

Sanggunian: Enero 22, 2021, Agham.
DOI: 10.1016 / j.isci.2020.101923.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Pagkuha ng Impormasyon sa Kasaysayan ng Neanderthal na Populasyon Gamit ang Sinaunang Nuclear DNA Mula sa Mga Ciment Sediment

Gallery sa lugar ng yungib ng mga estatwa sa hilagang Espanya. Kredito: Javier Trueba - Madrid Scientific Films Ang Mitochondrial DNA ng mga archaic...

Kung Paano Maaaring Lumaki ang Iba Pang Mga Karamdaman na Fungi Sa Maliit na Puwang

Ang isang pangkat na pinangunahan ng Tsukuba University ay natagpuan ang isang makabuluhang pagkakaiba na nagpapaliwanag kung bakit ang ilang mga species ng fungi...

Para sa Mga Tatanggap ng Transplant, Isang Pangatlong Dosis ng Bakuna sa COVID Maaaring Mag-alok ng Mas mahusay na Proteksyon

Ipinakita ng mga mananaliksik sa Johns Hopkins Medicine na tatlong dosis ng bakuna laban sa SARS-CoV-2-ang virus na sanhi ng pagtaas ng antas ng...

Ang mga sigla ng usok na nasa daang siglo na napanatili sa niyebe ay nagbubunyag ng isang maalab na nakaraan – at ang hinaharap...

Inisyu ni Harvard John a. Paulson School of Engineering at Applied Science Hunyo 18, 2021 Ang usok mula sa mga wildfires na gawa ng tao...

Inihanda ng NASA ang “Moonikin” na kumander para sa Artemis 1 lunar na misyon

Sa larawang ito, sinusubukan ng mga inhinyero ang isang pagsubok na panginginig ng boses sa upuan ng Orion at ang Chemini Space Center -...

Newsletter

Subscribe to stay updated.