Spoznanja o možganih UVOD V ZGRADBO IN DELOVANJE MOŽGANOV IN ŽIVČEVJA Slovenski prevod spremljajoče publikacije spletišča BrainFacts.org ter del kompleta materialov za promocijo nevroznanosti in skrbi za zdravje možganov (skupaj z družabno igro Živčkanje) Spoznanja o možganih UVOD V DELOVANJE MOŽGANOV IN ŽIVČEVJA Izvirnik, publikacija BrainFacts, je spremljajoča publikacija spletišča BrainFacts.org, pobude za prosto širjenje informacij ter izobraževanje o možganih in živčevju. A vtorji prevodov in recenzenti Poln seznam avtorjev izvirnih poglavij, recenzentov in drugih članov uredniške ekipe je dostopen na strani št. 2 osme izdaje publikacije BrainFacts na spletišču BrainFacts.org. Za slovenske prevode in priredbe poglavij so poskrbele: 0 (Uvod) Lana Blinc, 1 (Temeljne značilnosti možganov) Lana Blinc, 2 (Občutja in zaznava) Nika Merkuš, 3 (Gibanje) Nika Merkuš, 4 (Učenje, spomin in čustva) Nika Merkuš, 5 (Razmišljanje, načrtovanje in jezik) Ida Muc, 6 (Razvijajoči se možgani) Ida Muc, 7 (Možgani dojenčkov, otrok in mladostnikov) Anja Levačić, 8 (Odrasli in starajoči se možgani) Anja Levačić, 9 (Možganska stanja) Ajda Centa, 10 (Telo v ravnovesju) Ajda Centa, 11 (Razvojne motnje) Jasna Kopač, 12 (Duševne motnje) Jasna Kopač, 13 (Odvisnost) Jasna Kopač, 14 (Poškodbe in bolezni) Lana Blinc, 15 (Nevrodegenerativne bolezni) Lana Blinc, 16 (Raziskovalni pristopi) Maja Bresjanac, 17 (Spopadanje z izzivi človeštva) Lana Blinc, 18 (Nevroznanost in družba) Anja Levačić. Recenzijo so izvedle: Lana Blinc, Maja Bresjanac, Ajda Centa, Jasna Kopač, Anja Levačić, Nika Merkuš, Ida Muc. Prevod, urejanje in dopolnitev slovarja: Lana Blinc, Maja Bresjanac, Jasna Kopač. Lektura: Jasna Kopač. Za konstruktivne komentarje v prid berljivosti in razumljivosti besedila ter pomoč pri snovanju in izboljšavah družabne igre Živčkanje se iskreno zahvaljujemo Mateji Drolec Novak. Sliko o možganskih ritmih in prehodih med različnimi fazami spanja v poglavju 9 je oblikovala Sara Mušič Žetko. 1. digitalna izdaja SiNAPSA, Slovensko društvo za nevroznanost, Ljubljana, 2025 Prevod dela Brain Facts: A primer on the brain and the nervous system. Society for Neuroscience. 8th ed. Kataložni zapis o publikaciji (CIP) pripravili v Narodni in univerzitetni knjižnici v Ljubljani COBISS.SI-ID 225410307 ISBN 978-961-95519-4-3 (PDF) 2 Spoznanja o možganih | society for neuroscience Kazalo U V O D 4 POGLAVJE 1 Temeljne značilnosti možganov 10 POGLAVJE 2 Občutja in zaznava 18 POGLAVJE 3 Gibanje 26 POGLAVJE 4 Učenje, spomin in čustva 32 POGLAVJE 5 Razmišljanje, načrtovanje in jezik 38 POGLAVJE 6 Razvijajoči se možgani 44 POGLAVJE 7 Možgani dojenčkov, otrok in mladostnikov 49 POGLAVJE 8 Odrasli in starajoči se možgani 53 POGLAVJE 9 Možganska stanja 59 POGLAVJE 10 Telo v ravnovesju 66 POGLAVJE 11 Razvojne motnje 71 POGLAVJE 12 Duševne motnje 76 POGLAVJE 13 Odvisnost 81 POGLAVJE 14 Poškodbe in bolezni 88 POGLAVJE 15 Nevrodegenerativne bolezni 96 POGLAVJE 16 Raziskovalni pristopi 105 POGLAVJE 17 Spopadanje z izzivi človeštva 112 POGLAVJE 18 Nevroznanost in družba 118 S L O VA R 122 D O D AT N I V I R I I N U P O R A B N E P O V E Z AV E 128 S T VA R N O K A Z A L O 129 society for neuroscience 3 | Spoznanja o možganih U vod Nabor znanja o možganih, živčevju in nas samih zaradi nevroznanstvenih napredkov skokovito narašča, zato je spremljanje vsakega novega odkritja pogosto zahtevno. Ravno v času pisanja te knjižice so mednarodno nagrado za raziskovanje mož-ganov (The Brain Prize) za leto 2017 prejeli nevroznanstveniki, katerih odkritja razlagajo sistem učenja in nagrajevanja v možganih ter tako prispevajo k razumevanju sprožilcev nezaželenih vedenjskih vzorcev, na primer kompulzivnega hazardiranja ter odvisnosti od prepovedanih drog in alkohola. Istega leta je bila Nobelova nagrada za medicino in fiziologijo podeljena raziskovalcem, ki so razkrili delovanje cirkadianega ritma ali telesne ure, podelitev nagrade The Brain Prize za leto 2018 pa je prepoznala dosežke na področju razumevanja nevrodegenerativnih bolezni, kot sta Alzheimerjeva in Parkinsonova bolezen. Čeprav se odkritja ne zgodijo čez noč, se jih je od zadnje izdaje Spoznanj o možganih nabralo kar precej. Knjižica ponuja priložnost za umirjeno, postopno spoznavanje osnov, ki predstavljajo temelj za raziskovanje in odkritja v nevroznanosti. Ta, že osma izdaja, pred-stavlja nabor najbolj ažurnih uvidov in naslavlja tudi področja v nevroznanosti, ki se šele razvijajo. Temelj vsakega novega spoznanja je znanje, nabrano skozi več kot stoletje preučeva- nja možganov. Člani Društva za nevroznanost (angl. Society for Neuroscience) so jih pred več kot desetletjem izrazili kot osem Osnovnih nevroznanstvenih konceptov, ki naj bi jih bralci spoznali ter tako pridobili boljše razumevanje delovanja možganov. Ti osnovni kon-cepti predstavljajo izhodiščno znanje, v katerega bralci lahko umestijo dodatna spoznanja – tako kot se spoznanja o cirkadianih ritmih, na primer, umeščajo v kontekst znanja o tem, da možgani za obdelovanje informacij uporabljajo določena nevronska omrežja. Vloga učenja in nagrajevanja pri vedenjskih vzorcih, kot sta kompulzivno hazardiranje in razvoj odvisnosti, odraža osnovno načelo, da možgani prihodnje dogodke napovedujejo s kombi-nacijo sklepanja, čustvovanja, spominov in domišljije. Osnovni koncepti naj bralcem torej služijo kot opora pri umeščanju novih spoznanj v širši nevroznanstveni okvir in kot vodnik pri čedalje boljšem uvidu v podrobnosti o delo-vanju možganov. V ta namen smo jih oblikovali kot platnico, ki je lahko uporabna tudi kot knjižno kazalo. 4 Spoznanja o možganih | society for neuroscience OSNOVNI NEVROZNANSTVENI KONCEPTI Možgani so zapleteni Človeške možgane sestavlja približno organskih sistemov, na primer srca, ožilja, 86 milijard živčnih celic ali nevronov, ki jih, v prebavil in imunskega sistema. Njegova nasprotju z zmotnim, a razširjenim prepri- kompleksnost ponuja tudi številne mož-čanjem, da večinoma uporabljamo le njihov nosti motenj v njegovem delovanju, od manjši delež, vseskozi uporabljamo v celoti. Alzheimerjeve bolezni do depresije. Po Vsaka izmed teh celic pošilja električne nekaterih ocenah se bo četrtina svetovnega signale več tisoč drugim celicam ter tako prebivalstva v življenju soočila z diagnozo ustvarja nešteto omrežij, ki skupaj z nevroni nevrološke ali psihiatrične bolezni, kar v perifernem živčevju tvorijo živčni sistem. pomeni ogromno finančno in družbeno Slednji se je skozi milijone let razvil iz dokaj breme, temelj za učinkovito naslavljanje skromnih začetkov, zato živčne sisteme tega izziva pa je razumevanje delovanja glist, vinskih mušic, cebric, močeradov, možganov in živčevja. miši, opic in ljudi kljub razlikam povezujejo njihove osnovne značilnosti. Živčevje je ključno za usklajeno delovanje različnih Kako se nevroni sporazumevajo? Možgani lahko kot nadzorni center nastanek novih akcijskih potencialov v telesa delujejo zato, ker se nevroni med postsinaptičnih nevronih. seboj sporazumevajo, s čimer pošiljajo To se dogaja znova in znova, ponavlja-sporočila po celotnem telesu ter nam tako joča aktivnost pa ojača sinapse in prispeva omogočajo celostno delovanje, od mišlje- k večji verjetnosti za uspešen prenos nja do gibanja. Za pošiljanje sporočil med sporočila. Pomembne informacije se tako nevroni so pomembni tako kemijski kot prenesejo naprej, manj pomembne pa ne, električni signali. kar možganom omogoča učenje in prilaga- Udarec v nožni palec sproži električne janje na spremembe v okolju. signale, akcijske potenciale, v senzoričnih nevronih, ki se hitro širijo do sinaps, kot pravimo stikom med živčnimi celicami. Tam se ustavijo in pretvorijo v kemijska sporočila, ki lahko (glede na vrsto spo- ročilne molekule) sprožijo ali zavrejo society for neuroscience 5 | Spoznanja o možganih Uvod nadaljevanje Kako možgani obdelujejo informacije? Živčevje je sestavljeno iz omrežij Vsa omrežja se oblikujejo še pred nevronov, ki po njih pošiljajo informacije rojstvom, ko geni v razvijajočih se možga- v različne dele možganov in telesa ter so nih usmerjajo razvoj živčnih celic. Spre- tako odgovorni za vsako misel, dejanje, membe v nevronih in njihovih povezavah izrečeno besedo in čustvo. Senzorična z drugimi nevroni, ki nastanejo na podlagi omrežja prenašajo signale iz čutil do novih izkušenj, pa enostavna omrežja možganov, motorična omrežja možga- preoblikujejo v kompleksna. Ta proces nom omogočajo upravljanje z mišicami, večinoma poteka v otroštvu, vendar so preprosta omrežja pa prispevajo k refle- tudi odrasli možgani sposobni učenja in ksnim odzivom. prilagajanja. Višje umske sposobnosti, kot so spo- min, sprejemanje odločitev in dojemanje sveta, zahtevajo kompleksnejša omrežja. Kako izkušnje oblikujejo možgane? Rodimo se z večino nevronov, ki jih k ohranjanju ali povrnitvi izgubljenih sposob- bomo kdajkoli imeli, vendar se povezave med nosti. Žal je okrevanje velikokrat počasno, ob njimi lahko spreminjajo glede na to, kako jih tem pa število nevronov sčasoma upada tudi uporabljamo – pojav, ki ga nevroznanstveniki v zdravih možganih. V času razvoja nastane imenujejo (nevro)plastičnost. Pri učenju no- presežek nevronov, v zgodnjem življenju vega jezika ali veščine se nekatere povezave pa s procesom, ki mu pravimo sinaptično okrepijo, druge ošibijo, nekatere pa se celo kleščenje, možgani ohranijo predvsem tiste, pojavijo tam, kjer jih prej ni bilo. Vsaka nova ki so potrebni in ki jih uporabljamo, zato sta izkušnja prispeva k temu, da smo mi in naši telesna in umska dejavnost osnovni pogoj za možgani edinstveni. zdravje možganov. Ta sposobnost prilagajanja je ključna zlasti takrat, ko pride do poškodb ali okvar, saj preusmerjene povezave lahko prispevajo 6 Spoznanja o možganih | society for neuroscience Mišljenje, načrtovanje in reševanje nalog Množica (okoli 86 milijard) nevronov jejo, se iz njih učijo in naučeno uporabljajo možganom daje sposobnost razumevanja v novih okoliščinah. Z dodatkom domišljije sveta, načrtovanja ter reševanja nalog in lahko predvidevajo tudi prihodnje do-izzivov, za vse našteto pa je nujno potrebna godke, sprejemajo odločitve in načrtujejo ustrezna obdelava razpoložljivih informa- prihodnost, vsi našteti procesi pa skupaj cij. Z združevanjem prilivov iz vseh čutil v tvorijo zavest. Z drugimi besedami: prav možganih tako nastaja podoba zunanjega usklajeno delovanje milijard povezav je sveta, s sklepanjem in intuicijo pa si jo tisto, kar možganom vsakega posameznika lahko smiselno razlagamo. omogoča razumevanje sveta, načrtovanje Možgani tvorijo in uporabljajo čustva – prihodnosti in razvoj njihovih edinstvenih vrednostne sodbe, ki pripomorejo k ustre- značilnosti. znemu odzivanju na dogodke. Oblikovano predstavo o dogajanju povezujejo s čustvi in tako ustvarjajo spomine, te pa shranju- Moč jezika Ena izmed edinstvenih lastnosti člo- bole. Ista omrežja sodelujejo pri sestavljanju veštva je naša nadarjenost za medsebojno in iskanju besed, njihovi pretvorbi v zvoke sporazumevanje. Najsi gre za obsežno ter razumevanju zvokov, ki jih slišimo v in podrobno predavanje ali enostavčno, odziv. Naši možgani so že od rojstva dalje zbadljivo šalo, človeško jezikovno izražanje edinstveno prilagojeni učenju jezikov, ki izkazuje višjo raven kompleksnosti kot spo- obogatijo naše mišljenje in ustvarjalnost, razumevanje drugih živali – in tudi pri tem nam omogočajo izmenjavo idej in informa-so naši možgani ključnega pomena. cij, deljenje lastnih opažanj ter odpirajo pot Človeški možgani imajo v primerjavi z drugim, da na naših temeljih gradijo dalje. možgani drugih živali zelo obsežno skorjo, Prav to je skozi čas botrovalo nastanku člo-zapolnjeno z nevralnimi vezji, udeleženimi veške kulture in vsem izumom sodobnega pri jezikovnem sporazumevanju. Nevroni sveta. senčnih, temenskih in čelnih režnjev tvorijo omrežja, ki tolmačijo tako zvoke kot sim- society for neuroscience 7 | Spoznanja o možganih Uvod nadaljevanje Vir vedoželjnosti Marsikdo ne ve, da možgani za svoje delovanje omogočajo hojo, govor, učenje in mišljenje. Učimo porabijo toliko energije, kot povprečna LED žarnica se tudi, zakaj se je sladkorju tako težko upreti, kako (približno 25 vatov), ali pa, da se v njih nahaja telesna dejavnost koristi možganom in zakaj se približno 10.000 različnih vrst nevronov. Dejstvo, preprosto moramo popraskati, ko nas kaj srbi. da smo to izvedeli in da nas to sploh zanima, lahko Spotoma smo pridobili tudi dragocene uvide, pripišemo še eni posebnosti naših možganov: ki nam omogočajo spopadanje s številnimi izzivi radovednosti. človeštva: na voljo imamo zdravila za lajšanje bole- Vedoželjnost in radovednost nas spremljata od čine in simptomov Parkinsonove bolezni, kar pa ne otroštva ter nam dajeta zagon za iskanje odgovo- pomeni, da ne stremimo k razvoju boljših. Čedalje rov na vprašanja o tem, kako deluje svet okoli nas, bolje razumemo tudi tegobe, kot sta depresija in naše telo in naši možgani. Prav o slednjih smo se, Alzheimerjeva bolezen, vendar na številna vpra-po zaslugi nevroznanstvenih napredkov v zadnjih šanja še nimamo odgovorov, zato je pred nami še dvesto letih, veliko naučili: čedalje bolje spozna- veliko dela. vamo, kako nevroni delujejo na molekularni ravni in kako nam prek nešteto povezav, ki jih tvorijo, Kako raziskovanje prispeva k boljšemu zdravju Po ocenah Združenih narodov se z diagnozo tev za uporabo z namenom zdravljenja določene(-ih) nevrološke ali psihiatrične motnje, kot so Alzheimer- bolezni. Raziskovalci so z opisanim postopkom v jeva in Parkinsonova bolezen ter depresija, spopada zadnjih desetletjih že velikokrat pomembno prispevali četrtina svetovnega prebivalstva. Te motnje vsako leto k lajšanju tegob, ki jih bolnikom predstavljajo različne v večji meri prispevajo k invalidnosti kot srčni infarkti, duševne in nevrološke motnje. različne oblike rakov ter okužbe s HIV/AIDS, botrujejo V petdesetih in šestdesetih letih 20. stoletja se je hudemu trpljenju ter bolnike oropajo zdravja in samo- tako uveljavilo zdravljenje z Levodopo, ki je milijonom stojnosti. Stroški zdravljenja in oskrbe zgolj v Združe- bolnikov omogočila določeno mero nadzora nad nih državah Amerike presegajo 1,5 bilijonov USD. Te simptomi in znaki Parkinsonove bolezni, v devetde- številke so, skupaj z življenjskimi zgodbami bolnikov, setih letih pa je po enakem postopku sledila vpeljava glavno gonilo za doseganje napredkov v nevroznan- selektivnih zaviralcev ponovnega privzema serotonina stvenem raziskovanju. za zdravljenje depresije. Nevroznanstveniki raziskujejo biologijo živčnih Danes je nevroznanost napredovala do točke, ko celic in možganov pri živalih in ljudeh z namenom si v bližnji prihodnosti z nekaj upanja lahko obetamo boljšega razumevanja bolezenskih procesov in ra- nove načine zdravljenja številnih motenj, od Alzhei- zvoja zdravil. Ob odkritju obetavnega načina zdravlje- merjeve bolezni in epilepsije do shizofrenije. Ker gre nja se povežejo z drugimi zdravstvenimi strokovnjaki za področje, kjer vsako odkritje lahko pomeni nov ter skupaj temeljito preizkusijo, ali zdravilo deluje pristop za lajšanje trpljenja, nadaljnje raziskovanje ni – najprej na živalih, kasneje pa tudi na ljudeh. Če se zgolj poklic, temveč obveza. izkaže, da je zdravilo varno in učinkovito, sledi odobri- 8 Spoznanja o možganih | society for neuroscience e, 2017. oscienc nal of Neur . Jour d, et al Coulthar Za raziskovanje človeških možganov je lahko uporabna tudi petrijevka. Slika prikazuje nevralno rozeto, model razvijajočih se človeških možganov, s katerim raziskovalci preučujejo rojstvo novih nevronov. V središču rozete so izvorne celice, ki se delijo in spreminjajo v nevrone in glijo. Rdeči obroč je prikaz povezav med izvornimi celicami, novorojeni nevroni in celice glije pa se iz središča rozete širijo navzven proti zunanjemu robu možganov (označeno z zeleno barvo), pri čemer jim izvorne celice služijo kot ogrodje in opora. Predstavljeni model raziskovalcem omogoča opazovanje procesov v ozadju samih začetkov razvoja človeških možganov. society for neuroscience 9 | Spoznanja o možganih POGLAVJE 1 Temeljne Možgani so nadzorni center telesa, sestavljeni iz več mili-jard nevronov. Ti sprejemajo in možganom posredujejo sporočila značilnosti o dogajanju znotraj in v okolici telesa, nato pa, s prevajanjem v drugo smer, omogočajo usklajeno izvedbo ustre- znega odziva: zavedne in nezavedne možganov gibe, misli, čustvovanje in pomnjenje. Možgani lahko vse to izvajajo soča- sno, kot marsikdo med nami verjetno ve iz lastnih izkušenj: met žoge ne ovira pogovora s prijateljem, načr- tovanje večerje med nakupovanjem in sanjarjenje o vožnji z balonom na poti v službo pa sta mala malica. In kaj je tisto, kar možganom omogoča neovirano sočasno izvajanje tako številnih nalog? Organizacija v enote, prilagojene posameznim nalogam in sposobnostim. ZGRADBA MOŽGANOV Največjemu delu človeških možganov pravimo veliki možgani (cerebrum) in ga delimo na dve polobli, levo in desno. Povezujejo ju snopi živčnih vlaken, ki med eno in drugo poloblo prenašajo informacije, največji snop, ki po izgledu spominja na most med poloblama, pa se imenuje prečnik ali corpus callosum. Močno nagubanemu povrh- njemu sloju cerebruma pravimo mož- ganska skorja. Gube povečujejo njeno površino, zato se vanjo lahko spravi več nevronov, to pa prispeva k večji zmogljivosti možganov. Na podoben način kot geografi in raziskovalci za opis celin uporabljajo mejnike, kot so reke in gorovja, tudi nevroznanstveniki vsako možgansko poloblo na podlagi najglobljih gub v možganski skorji ločujejo na režnje – dele skorje, ki so- delujejo pri različnih nalogah. Takšen »možganski zemljevid« se utegne izkazati za uporabnega tudi ob branju Temeljne značilnosti možganov 1 nadaljnjih poglavij pričujoče knjižice. Čelna (frontalna) režnja se nahajata na sprednjem delu možga- nov, tik nad očmi, in sodelujeta pri usklajevanju hotenih gibov, govora, spomina in čustvovanja, višjih umskih sposobnosti (na primer načrtovanja in reševanja nalog) ter številnih vidikih posameznikove osebnosti. Temenska (parietalna) režnja se nahajata na vrhu možganov, takoj za čelnima režnjema, in obdelujeta čutne prilive iz kože, jezika, pa tudi nekatere vidike vidnih zaznav. Na zadnjem delu možganov se nahajata zatilna (okcipitalna) režnja, ki obdelujeta vidne dražljaje, prepoz- navata barve in oblike ter jih združu- terCar jeta v zapleteno vidno zaznavo. Senčna (temporalna) režnja andyke y V se nahajata ob straneh možganov, v Henr ravni oči (delno pa tudi nižje), ter prav Slika prikazuje osnovne štiri režnje možganske skorje. Čelni reženj, udeležen pri pozornosti, načrtovanju tako sodelujeta pri nekaterih vidikih in sprejemanju odločitev, je obarvan modro. Senčni reženj, udeležen pri razumevanju in tvorbi jezika, pomnjenju in čustvovanju, je obravan zeleno. Temenski reženj, ki združuje in obdeluje čutne prilive, je obdelave vidnih, dodatno pa tudi označen z rumeno barvo, zatilni reženj, ki sodeluje pri oblikovanju vidnih zaznav, pa z rožnato barvo. slušnih zaznav. V njuni globini, pod možgansko skorjo, se na vsaki strani zive na zvočne dražljaje (npr. odskok ki ga tvorijo. Tudi zanje so značilne nahajata hipokampus, ki sodeluje pri ob nepričakovanem, glasnem zvoku). vijuge, gube, delitev na dve polobli in tvorbi novih spominov, in amigdala, ki Drugi deli srednjih možganov zavirajo sodelovanje pri številnih procesih (na spominom doda čustveno prvino. nehotene gibe in sodelujejo pri uskla- primer usklajenem izvajanju hotenih Hipokampus in amigdala sta del jevanju čutnih prilivov s finim nadzo- gibov in učenju novih gibalnih veščin, limbičnega sistema, skupine struktur rom gibov, kar nam omogoča pisanje s pomembno vlogo pa igrajo tudi pri v globini možganov, ki sodelujejo svinčnikom ali igranje glasbila. dojemanju prostora in časa). Okvare pri uravnavanju čustev in motivacije. Nekatera izmed teh področij, malih možganov se lahko kažejo z Drugi deli limbičnega sistema so še skupaj z določenimi predeli prednjih značilno sunkovito, aritmično hojo in talamus , ki obdeluje in ostalim delom možganov, tvorijo skupek struktur, nezmožnostjo natančnega približanja možganov posreduje informacije o imenovan bazalni gangliji, ki prispeva k kazalca konici nosu. čutnih prilivih, in hipotalamus, ki s uravnavanju zapletenih gibov. Pod malimi možgani se na-hormonskimi signali, ki jih pošilja hipo- Zadnji del možganov (romben- haja pons, ki vpliva na dihanje in držo. fizi , uravnava številne vidike delovanja cefalon) je udeležen pri nadzoru V zadnji del možganov uvrščamo tudi telesa. Vse naštete strukture skupaj ravni krvnega sladkorja in spanca ter podaljšano hrbtenjačo (medullo), ki z možgansko skorjo tvorijo prednje vključuje nekatere dele osrednjega povezuje možgane in hrbtenjačo ter možgane (prozencefalon) . živčevja, ki prispevajo k nadzoru vsebuje nevralna omrežja, ki uravna- Srednji možgani (mezencefalon) se gibov. Mali možgani (cerebellum) se vajo osnovne življenjske procese, kot nahajajo pod talamusom in vsebujejo nahajajo pod zatilnima režnjema in so dihanje, bitje srca in požiranje. Sred-posebne skupine nevronov, ki skrbijo so po prostornini drugi največji del nji možgani, pons in medulla skupaj za usklajene očesne gibe, mežikanje, osrednjega živčevja, saj vsebujejo tvorijo možgansko deblo. ostrenje vida ter prožijo refleksne od- več kot polovico vseh živčnih celic, society for neuroscience 11 | Spoznanja o možganih 1 Temeljne značilnosti možganov RAZVOJ MOŽGANOV malih možganov še dodatno razširila nevroni temenskih režnjev zaznajo Težko je verjeti, da se je tako in z večjim številom slojev živčnih celic, njihovo prostorsko lego – in vse zapleten organ, kot so (člo- urejenih v vijuge, omogočila razvoj bolj našteto ponazarja le obdelavo vidnih veški) možgani, razvil iz preproste zapletenih in zmogljivih tkiv. dražljajev! Razvoj nove tehnologije, ki strukture, ki spominja na cev. Možgani nam omogoča opazovanje aktivnosti najstarejših vretenčarjev so bili najbrž NEVRALNA OMREŽJA različnih možganskih področij pri iz-precej podobni škrgoustkinim – komaj Informacije med različnimi vajanju različnih nalog, ponuja čedalje kaj več od razširitve v votli nevralni predeli možganov potujejo po boljši uvid v to, kateri deli možganov cevi, ki poteka vzdolž njenega hrbtišča. verigah živčnih celic, ki jih lahko sodelujejo pri katerih procesih. Kljub temu, da so navidezno enostavni, prenašajo čez dolge razdalje. Če so pa tudi škrgoustkini možgani vsebu- živčna vlakna, ki povezujejo določena Aktivnost možganskih omrežij jejo specializirana področja živčnih področja možganov, urejena v snope, ustvarja možganske ritme celic, ki obdelujejo določene vrste jim pravimo trakti. Primeri večjih Komunikacija med vidno skorjo dražljajev, kot je prisotnost svetlobe ali traktov vključujejo prečnik ali corpus in talamusom je dvosmerna, kar ob-kemijskih spojin v vodi. V najzgodnej- callosum, ki povezuje možganski delavo vidnih dražljajev združi z ob-šem obdobju razvoja so bili tudi polobli, in nekoliko manjšo prednjo delavo drugih zaznav – gre za primer človeški možgani zgolj preprosta cev, komisuro, ki prenaša informacije med talamokortikalne zanke. Potovanje še danes pa jih delimo na enaka levim in desnim senčnim režnjem. nevronskih signalov skozi talamus in področja kot možgane naših predhod- Skupina traktov, ki povezuje skorjo ustvarja ritmična nihanja elek-nikov. niz možganskih področij, se imenuje trične aktivnosti, ki jih lahko zaznamo »Možganski del« nevralne cevi nevralno omrežje. Nevralna omrežja z elektronecefalografom (EEG) in jih zgodnjih vretenčarjev se je z narašča- usmerjajo signale ter omogočajo nji- imenujemo možganski ritmi. Slednje jočim številom nevronov izoblikoval hovo obdelavo in organizacijo infor- glede na njihovo obliko v elektroen-v tri ločene izbokline, ki so se kasneje macij v delčku sekunde. cefalografskem zapisu ločimo v štiri razvile v prednje, srednje in zadnje mo- Kaj se na primer dogaja v mo- kategorije. žgane. Področje za zaznavo prisotnosti žganih med gledanjem filma? Možgani V budnih možganih se običajno kemijskih spojin v prednjih možganih množico premikajočih se oblik pretvo- pojavljajo ritmi alfa in beta. Prvi se je razvilo v olfaktorni bulbus, z razvo- rijo v prepoznavne like in ozadje. Pro- nastajajo predvsem v temenskih in jem očesnih struktur pa so se področja ces se začne s fotoreceptorji, celicami zatilnih režnjih ob zaprtih očeh in v za zaznavo svetlobnih dražljajev razši- v mrežnici, ki prožijo električne signale sproščenem stanju, zanje pa je zna-rila in začela obdelovati bolj zapletene ob osvetlitvi s svetlobo določenih čilna frekvenca med 8 in 13 Hz (hertz vidne zaznave. Pojav malih možganov valovnih dolžin. Ko ti signali dosežejo je mera za frekvenco; 1 Hz je enako je sledil razvoju zadnjih možganov in vidni živec, po njem potujejo po optič- 1 nihaj ali cikel na sekundo). Ritmi dopolnil nabor področij, udeleženih nem traktu v talamus, kjer se nevroni beta so nekoliko hitrejši, saj njihova pri pobegu pred plenilci in umeščanju odzivajo na obliko, barvo ali premika- frekvenca znaša med 14 in 30 Hz, in telesa v prostor – oboje je za ribo, ki nje predmetov na platnu ter posre- se značilno pojavljajo nad čelnimi plava po vodi, precej pomembnejše dujejo svoje signale v primarno vidno in temenskimi režnji med obdelavo kot za škrgoustko, ki večino življenja skorjo v zatilnem režnju zadnjega dela čutnih zaznav ali osredotočenim izva-preživi zakopana v mulj. možganov. Živčne celice v primarni vi- janjem naloge. Ritmi theta in delta Področja, ki so lahko hitro obdelala dni skorji zaznavajo robove predmetov se značilno pojavljajo med spanjem. vidne in slušne dražljaje ter uskladila v vidnem polju in združujejo prilive iz Prvi so s frekvenco med 4 in 7 Hz ustrezen odziv (pobeg, prehranjeva- obeh vidnih živcev, s čimer ustvarijo počasnejši od ritmov alfa, ritmi delta, nje ali parjenje), so se pri vretenčarjih tridimenzionalno podobo zunanjega ki so značilni za globok spanec, pa so razvijala naprej. To je sčasoma privedlo sveta, ta pa se še dodatno izpili v dveh še počasnejši, saj njihova frekvenca do povečanja prednjih možganov vzporednih poteh procesiranja: v prvi običajno znaša manj kot 3,5 Hz. in razvoja možganskih polobel. Pri nevroni senčnih režnjev prepoznajo Ritmi alfa in delta so običajno večje zgodnjih sesalcih se je skorja velikih in in opredelijo predmete, v drugi pa amplitude od ritmov beta in theta, 12 Spoznanja o možganih | society for neuroscience Temeljne značilnosti možganov 1 razpon vseh naštetih ritmov pa je, če kst. Povratne zanke, ki zajemajo poti nekoliko spremeni in vsebuje čedalje jih merimo z elektrodami na lasišču, v med hipokampusom in senzorično več kompleksnih informacij, to pa območju mikrovoltov (μV): 20-200 μV skorjo, omogočajo prepoznavo zna- nam omogoča, da v množici ljudi pri ritmih alfa in delta ter 5-10 μV pri nih ali opredelitev doslej neznanih prepoznamo babičin obraz ali pred-ritmih beta in theta. prilivov iz okolja. Sorodna omrežja, vidimo, kam moramo steči, da bi ujeli ki hipotalamus povezujejo s tala- žogo. Nevralna omrežja organizirajo in musom, omogočajo vpliv spominov Čeprav naj bi bil vsak stolpec povezujejo informacije na zavestno vedenje in nezavedne v možganski skorji posvečen posa- Možgani in hrbtenjača vsebujejo telesne odzive. Refleksne zanke so mezni in točno določeni nalogi, lahko številna nevralna omrežja, ki vklju- vezja, ki odziv sprožijo, še preden se na končni rezultat s svojo aktivnostjo čujejo spinalne trakte (zaporedja ga zavemo, in so pod lokalnim nad- vplivajo tudi stolpci v bližini, saj se nevronov, ki prenašajo informacije zorom informacijskih prilivov v in iz nevroni v sosednjih stolpcih med se- boj povezujejo. Če vsaka živčna celica deluje kot mikroprocesor, ki sešteva Ž vse prilive, preden odda lasten signal, lahko moč prilivov iz okolice dina- ivčne celice so urejene v sloje, razporejene mično vpliva na izid tega procesa, to po debelini skorje, podobno kot knjižne police pa je verjetno tisto, kar možganom omogoča prožnost v prilagajanju v omari. različnim razmeram. Ekscitatorni in inhibitorni nevroni skozi možgansko deblo in hrbte- hrbtenjače ali globokih možganskih Vsak posamezni nevron je bodisi njačo, bodisi v smeri od čutnih področij ter skorje ne dosežejo. ekscitatoren bodisi inhibitoren. Večina, receptorjev v koži in mišicah do tala- okoli 80 %, jih je ekscitatornih, kar po-musa in delov skorje, ki zaznave, kot NEVRALNA VEZJA meni, da s proženjem lastnih signalov sta dotik in pritisk, obdelajo; bodisi Čeprav vsak del možganov povečujejo verjetnost proženja signa-pa v obratni smeri, od možganskih analizira le omejen nabor lov v tarčnih nevronih. V številnih delih področij, ki sodelujejo pri načrtova- prilivov, je osnovni mehanizem vselej možganske skorje je najbolj zastopan nju gibov, skozi možgansko deblo in enak: ko signal prispe do določenega ekscitatorni tip nevrona, t. i. piramidna hrbtenjačo do mišic, ki jih izvedejo). področja možganov, se aktivirajo celica, ki je ime dobila zaradi oblike ce-Druga nevralna omrežja nudijo nevralna vezja – medsebojno pove- ličnega telesa. Vsaka piramidna celica povratne informacije, ki pripomorejo zani nevroni, ki vhodne prilive ima dve skupini razvejanih dendritov, k ustreznejši obdelavi senzoričnih in spremenijo v izhodne signale, ki jih eno na vrhu in drugo, krajšo, na bazi, motoričnih signalov. Bazalni gangliji lahko posredujejo drugim predelom ki zbirata signale iz nevronov iz vseh so primer povratne zanke, ki infor- možganov. slojev skorje. Iz telesa celice izrašča macije iz možganske skorje o načr- Možganska skorja je polna razvejan akson, ki en električni signal tovanju giba pretvori v signale, ki se nevralnih vezij, saj so živčne celice dostavi številnim tarčam. Preostalih vrnejo v korteks in bodisi spodbudijo urejene v sloje, razporejene po 20 % inhibitornih nevronov s svojimi bodisi zavrejo proženje posameznih debelini skorje, podobno kot knjižne signali zmanjšuje aktivacijo tarčnih delov giba. Zanke, ki povezujejo police v omari. Vezja so organizirana živčnih celic ter tako uravnava aktiv-možgansko deblo in male možgane, v stolpce, saj vsak nevron tvori stike nost vezja. vplivajo na časovno zaporedje in z drugimi nevroni v slojih nad in Vsako nevronsko vezje vključuje moč motoričnih signalov, nekatere pod seboj. Nevroni v enem stolpcu ekscitatorne in inhibitorne nevrone. pa vključujejo tudi trakte iz možgan- tako tvorijo verigo in drug drugemu Živčne celice, ki vzdolž vezja prevajajo ske skorje, ki izvedbo giba obarvajo posredujejo signale o informacijskih signale in jih naposled posredujejo glede na okoljski ali čustveni konte- prilivih. Signal se ob vsakem prenosu tudi v oddaljena možganska področja, society for neuroscience 13 | Spoznanja o možganih 1 Temeljne značilnosti možganov so običajno ekscitatorne, tiste, katerih signali potujejo do posameznih delov enega vezja, pa največkrat inhibitorne. Ravnovesje med naštetima vrstama signalov je verjetno pomembno vpleteno v proces učenja, saj prispeva k temu, da v druge dele možganov in oddaljene dele telesa dospejo urav- navani signali in sporočila. Epileptični napadi in stanja, pri katerih se pojav- ljajo, so morda posledica neravnovesja v delovanju ekscitatornih in inhibitor- nih nevronov. Nevroni so znotraj vezij lahko organizirani na različne načine, ki vsak po svoje vplivajo na to, kako posame- real zno vezje obdeluje informacije. V nap- illar rej usmerjenem inhibitornem vezju Ruiz V iana (angl. ar feed-forward inhibitory circuit ) se M inhibitorni internevroni povezujejo s To je nevron, gradnik živčevja. Nevroni so lahko različnih oblik in velikosti, vendar si delijo nekatere osnovne značilnosti. Celično jedro se nahaja v somi, telesu celice. Dendriti, ki izraščajo iz some, sprejemajo sosednjimi vezji tako, da ekscitatorna signale iz drugih nevronov v stikih, imenovanih sinapse. Nevron pošilja svoje signale vzdolž aksona, dol- aktivnost v enem stolpcu sočasno gega odrastka, ki se konča z aksonskimi terminali, iz katerih se sproščajo sporočilne molekule, imenovane pošlje inhibitorne signale v sosednje nevrotransmiterji. stolpce in zmanjša njihovo aktivnost. V povratnem inhibitornem vezju pa konce celice dostavljajo beljakovine, osrednjem živčevju se nahajajo štirje ekscitatorni nevroni vzdražijo svoje ključne za njeno normalno delovanje. osnovni tipi celic glije: astrociti, mi-tarče, med katerimi so tudi inhibitorni Dendriti so razvejani izrastki iz telesa kroglija, ependimske celice in oligo-nevroni, usmerjeni proti predhodnim celice, ki zbirajo vhodne signale iz dendrociti. Astrociti v možganih tvorijo delom istega vezja. V obeh prime- drugih nevronov. Električni signali, ki omrežje, ki uravnava koncentracije rih gre za t. i. rekurentno nevronsko jih pošilja posamezni nevron, potujejo ionov v okolici nevronov, jim dosta-omrežje, pri katerem živčne celice v vzdolž aksona – daljšega odrastka, ki vlja hranila in prispeva k uravnavanju medsebojno povezanih nevronskih se lahko tudi razveji in se naposled nastajanja novih povezav med živč-vezjih druga drugi pošiljajo povratne konča v aksonskih terminalih, kjer se nimi celicami. Mikroglija so osrednje signale. signal čez sinapso prenese naslednji »imunske celice« osrednjega živčevja, celici. Razpon dolžine aksonov znaša ki s fagocitozo odstranjujejo celične NEVRONI IN GLIJA od delčka centimetra do več kot enega odpadke in povzročitelje okužb, lahko Funkcijska enota nevralnih metra. pa tudi uravnavajo nastanek novih vezij in omrežij je nevron, Nevrone vzdržujejo in pod- povezav med nevroni. Ependimske specializirana celica, ki prevaja elek- pirajo celice glije. Čeprav je dolgo celice tvorijo likvor, tekočino, ki obdaja trične signale drugim nevronom, veljalo, da je glije v možganih vsaj in ščiti osrednje živčevje, oligodendro-mišičnim vlaknom ali žlezam. Nevroni desetkrat več kot nevronov, nedavne citi pa prevajanje signalov vzdolž se med seboj razlikujejo po obliki in raziskave kažejo, da je to razmerje nevronov izboljšujejo tako, da tvorijo velikosti, vendar imajo vsi (celično) v nekaterih predelih možganov (pri maščobno ovojnico okrog aksonov, telo, dendrite in akson. Telo celice, ljudeh in nekaterih drugih primatih) imenovano mielin. imenovano tudi soma, vsebuje celično skoraj izenačeno – kljub temu pa jedro, večino citoplazme in mnoge drži, da se med posameznimi predeli Ionski kanali in akcijski potenciali molekule, ki izgrajujejo in na različne možganov lahko precej razlikuje. V Ioni so električno nabiti atomi, 14 Spoznanja o možganih | society for neuroscience Temeljne značilnosti možganov 1 ki lahko celično membrano nevrona napetosti povzroči odprtje ionskih nevrotransmiterje, brstijo iz stene Gol-prehajajo le skozi predorom podobne kanalov v membrani in prispeva k po- gijevega aparata (celičnega organela, beljakovine, imenovane ionski kanali. Ti večanju koncentracije kalcijevih ionov ki izdeluje in »pakira« beljakovine) tvorijo pregrado, ki omogoča prehod v celici. Njihova vezava na sinaptične in se vežejo na kinezine – posebne zgolj nekaterim ionom, njihovo preha- vezikle (»pakete« nevrotransmiterjev, beljakovine, ki jih vzdolž aksonskega janje pa spremeni napetostni potencial obdane z delom celične membrane) mikrotubulnega ogrodja »odvlečejo« med notranjostjo in zunanjostjo celice vodi v zlitje sinaptičnih veziklov z do aksonskih terminalov. ter tako vpliva na verjetnost, da se bo v membrano nevrona in sprostitev Ko se sprostijo iz aksonskega nevronu sprožil električni signal. nevrotransmiterjev v sinaptično špra- terminala, nevrotransmiterji preč- Razlika med notranjostjo in zuna- njo. Delci celične membrane se nato kajo sinaptično špranjo in dospejo njostjo celične membrane v neaktivnih znova uvihajo in napolnijo s svežo do zunanje površine dendrita, ki pod nevronih sesalcev znaša približno -70 pošiljko nevrotransmiterjev. mikroskopom zaradi obilice nevrotran-milivoltov (mV), kar pomeni, da je Številne snovi, vključno z smiterskih receptorjev izgleda nekoliko notranjost bolj negativna od zunanjo- aminokislinami, plini, majhnimi organ- zadebeljeno in se zato imenuje postsi-sti. Na ta membranski potencial vplivajo skimi molekulami in kratkimi peptidi, naptična zgostitev. Vsaka izmed mole-vhodni signali iz drugih nevronov lahko učinkujejo kot nevrotransmiterji. kul, ki igra vlogo nevrotransmiterja, se znotraj posameznega nevralnega vezja, Nevroni lahko v aksonskem terminalu svojemu receptorju prilega tako, kot ki prek odpiranja različnih ionskih tvorijo majhne ne-peptidne mole- se ključ prilega ključavnici. Receptorji kanalov na dendritih lahko zmanjšajo kule, kot sta dopamin in acetilholin, so sklopljeni z ionskimi kanali tako, da negativnost membranskega potenciala peptidni nevrotransmiterji pa lahko vezava nevrotransmiterja na receptor (oziroma nevron depolarizirajo), ali pa jo nastajajo zgolj v somi, saj se le tam sproži njihovo odpiranje in spremeni povečajo (in nevron hiperpolarizirajo). nahajajo ribosomi. Vezikli, ki vsebujejo membranski potencial postsinaptične Če seštevek vseh signalov iz dendritov preseže prag vzdražnosti membrane, se avtomatično odprejo napetostno-od- visni ionski kanali in sprožijo električni impulz, imenovan akcijski potencial, ki se vzdolž aksona prenese do nasled- njega nevrona v vezju. SINAPSE IN NEVROTRANSMITERJI Signali se med živčnimi celicami prenašajo prek stikov, imenovanih sinapse. V večini vezij sinapsa vključuje konec aksona ene živčne celice, dendrit sosednjega nevrona in vmesni prostor, imenovan sinaptična špranja, čigar obstoj je bil z e, 2015. elektronskim mikroskopom potrjen oscienc šele okoli leta 1950. Špranja je dovolj nal of Neur široka, da neposredni prenos električ- he Jour. T nega impulza ni mogoč; namesto njega informacija potuje v obliki a, et alreir kemijskih signalov oziroma Fer nevrotrans- Ko miterjev Dendriti, ki izraščajo iz telesa živčne celice, sprejemajo informacije iz drugih nevronov v stikih, imenova- . nih sinapse. Vsak posamezni dendrit lahko tvori na tisoče sinaps, ki skupaj ustvarjajo kompleksno vezje, akcijski potencial dospe ki uravnava delovanje možganov. Sinapse na prikazanem mišjem nevronu so označene z rumeno in do aksonskega terminala, sprememba rdečo barvo. society for neuroscience 15 | Spoznanja o možganih 1 Temeljne značilnosti možganov živčne celice. Astrociti v neposredni rajo membrano dendrita, inhibitorni RECEPTORJI IN MOLEKULSKA bližini iz sinaps odstranijo presežke nevroni pa nevrotransmiterje, ki jo SIGNALIZACIJA nevrotransmiterjev, kar preprečuje hiperpolarizirajo. Najpogostejši Nevroni imajo receptorje za prekomerno vezavo na receptorje. i nevrotransmiter v možganih je številne molekule, ki različno vplivajo V splošnem ločimo dva tipa glutamat, najpogostejši inhibitorni na njihovo delovanje in vključujejo: postsinaptičnih receptorjev. Ionotro- nevrotransmiter pa gama-aminomas- hormone, ki možganom posredu-pni receptorji so tisti, pri katerih se lena kislina (angl. gamma-aminobutyric jejo usmerjena sporočila o stanju in nevrotransmiter veže na del (sicer acid - GABA). delovanju oddaljenih tkiv; nevro-zaprtega) ionskega kanala in prek Glutamat je aminokislinski modulatorje, med katere uvrščamo spremembe njegove tridimenzionalne nevrotransmiter, ki kot ekscitatorni endokanabinoide (snovi, proizvedene zgradbe sproži njegovo odpiranje, kar nevrotransmiter nastopa pri približno v telesu, podobne tistim, ki izvirajo iz konoplje), ki zavirajo sproščanje nevrotransmiterjev; in prostaglan- V dine, majhne maščobne molekule, ki povečajo občutljivost na bolečinske saka izmed molekul, ki igra vlogo dražljaje in spremenijo odziv možga- nevrotransmiterja, se svojemu receptorju nov na bolečino in vnetje. Posamezni nevroni imajo recep- prilega tako, kot se ključ prilega ključavnici. torje za različne vrste hormonov in nevromodulatorjev, vendar njihova vezava vselej sproži zaporedje kemij- omogoči prehod ionov skozi celično polovici vseh ekscitatornih sinaps v skih reakcij znotraj celice. Proces se membrano. Metabotropni recep- možganih. Veže se lahko na različne io- začne z vezavo hormona ali nevro-torji so nekoliko bolj zapleteni, saj je notropne receptorje, med katerimi so modulatorja na ustrezni receptor. Če nevrotransmiterski receptor ločen najpomembnejši AMPA (α-amino-3-hi- je slednji na površju celice, pride do od ionskega kanala, povezuje pa ju droksi-5-metil-4-izoksazolpropionska spremembe v njegovi zgradbi in serije kaskada biokemijskih reakcij, ki se kislina) in NMDA (N-metil-D-aspartat). znotrajceličnih reakcij, ki signal ojačajo sprožijo ob vezavi nevrotransmiterja Učinek aktivacije AMPA receptorjev je in spremenijo delovanje nevrona tako, na receptor. Ta odziv je počasnejši od hiter in kratkotrajen, NMDA receptorji da spremenijo membranski potencial, odziva ionotropnih receptorjev in v pa se aktivirajo počasneje in predvsem ali pa tako, da spremenijo aktivnost postsinaptični celici sproži zaporedje v odziv na več zaporednih akcijskih določenih encimov. dogodkov, ki lahko botrujejo odpi- potencialov. Medsebojni vplivi teh Če hormon ali nevromodulator ranju oddaljenih ionskih kanalov ali dveh tipov receptorjev verjetno igrajo lahko prehaja celično membrano, kar aktivaciji drugih molekul v celici. pomembno vlogo pri učenju in spo- velja za steroidne hormone, kot sta Vezava nevrotransmiterjev minu. estradiol ali kortizol, se receptor lahko na receptorje je kratkotrajna. Ko se GABA je najpomembnejši inhi- nahaja tudi v somi nevrona. Vezava konča, se ionski kanali vrnejo v mi- bitorni nevrotransmiter v možganih, hormona ga spremeni v transkripcij-rovno stanje in prenehajo vplivati na ki se veže na dve skupini receptorjev, ski dejavnik, ki lahko prehaja v jedro membranski potencial živčne celice, ionotropno in metabotropno. Ionotro- celice, se veže na določene gene in nevrotransmiterji pa se bodisi razgra- pni receptorji GABA so ionski kanali, ki vpliva na njihovo izražanje. dijo bodisi ponovno privzamejo v v celico prepuščajo negativno nabite aksonski terminal presinaptične celice. kloridne ione, metabotropni receptorji NEVRONI, GENI IN IZRAŽANJE Ekscitatorni in inhibitorni GABA pa odpirajo ionske kanale, ki iz GENOV nevroni se ločijo tudi po nevrotrans- celice prepuščajo pozitivno nabite ka- Nevroni se razlikujejo po številnih miterjih, ki jih izdelujejo. Ekscitatorni lijeve ione. V obeh primerih se znižata lastnostih, med katere prištevamo nevroni tvorijo nevrotransmiterje, ki membranski potencial nevrona in ver- izgled in delovanje. Ločimo jih lahko odpirajo ionske kanale in depolarizi- jetnost proženja akcijskega potenciala. tudi po vrsti nevrotransmiterjev, ki jih 16 Spoznanja o možganih | society for neuroscience Temeljne značilnosti možganov 1 nevroni proizvajajo (in ki določajo, ali so običajno reverzibilne, kar nevronom so njihovi signali ekscitatorni ali inhibi- omogoča prilagajanje na spremembe torni), ter po številu in tipu nevrotran- v okolju in hormonska sporočila. smiterskih in nevromodulatorskih Geni, ki vplivajo na zgradbo in receptorjev. Prvi določajo občutljivost delovanje nevronov, se lahko razliku-nevronov na učinke posameznih jejo tudi med posamezniki. Genske nevrotransmiterjev, drugi (npr. recep- različice ali aleli so posledica različ-torji za nevromodulatorje in hormone, nega zaporedja nukleotidov, ki tvorijo kot so vazopresin, estradiol ali kortizol) posamezni gen. Čeprav različni aleli pa njihove odzive. načeloma nosijo zapis za isto belja- Vse celice v telesu, vključno z kovino, lahko razlike v nukleotidnem nevroni, vsebujejo enako DNK in zaporedju botrujejo razlikam v zgradbi enake gene. Razlike med celicami iz- beljakovine, ki vplivajo na njeno delo-hajajo iz razlik v izražanju posameznih vanje. Posamezni alel lahko nosi zapis genov (oziroma razlik v tem, iz katerih za manj učinkovito obliko encima, ne-genov se tvorijo beljakovine, ki nato kateri aleli pa so povezani tudi s poja-vplivajo na celično delovanje). Vsaka vom nevroloških bolezni: Tay-Sachsova celica (ali tip celice) izgrajuje belja- bolezen je smrtna nevrodegenerativna kovine iz malce drugačnega nabora bolezen, ki jo povzroča mutacija v genov. genu za del encima beta-heksozami- Mehanizmi, ki določajo, kateri nidaze A. Mutirana oblika encima je geni se izražajo v nevronih, so pred- neučinkovita pri presnovi nekaterih met številnih raziskav. Pogosto vklju- maščobnih molekul, ki se zato kopičijo čujejo kemijske spremembe kromatina in okvarjajo živčne celice. Ker je prime-oziroma DNK, ovite okoli posebnih rov, pri katerih majhne spremembe v beljakovin, kar olajša njeno shranje- genskem zapisu pomembno vplivajo vanje v celičnem jedru. Genski zapis, na delovanje možganov, zelo veliko, iz katerega se aktivno tvorijo beljako- tehnološki napredki pa že omogočajo vine, mora biti dostopen ustreznim določevanje zaporedja nukleotidov v encimom, zato se ta del DNK odvije (t. celotnem genskem zapisu posame-i. odviti kromatin); tisti del molekule znika, v naslednjem desetletju obstaja DNK, ki v tem procesu ni udeležen, upanje za pomembne preboje v pa ostane tesno zvit. Kemijske spre- razumevanju genskih temeljev motenj membe, ki vplivajo na odvijanje in v delovanju možganov. razkrivanje kromatinskih kompleksov, lahko aktivirajo ali utišajo izražanje genov na posameznem odseku DNK in society for neuroscience 17 | Spoznanja o možganih POGLAVJE 2 Občutja in Čutne organe si lahko predsta-vljamo kot okna možganov v zunanji svet, ki pa ne vsebuje dejanskih podob, zvokov, okusov in zaznava vonjav. Namesto tega nas obkrožajo različne vrste energije in molekul, ki jih moramo pretvoriti v zaznave ali občutke. Da bi takšna preobrazba delovala, naši čutni organi skozi proces transdukcije pretvorijo dražljaje, kot so svetlobni valovi ali molekule hrane, v električne signale. Ti se nato prenašajo preko številnih celic in vlaken v speci- alizirana področja naših možganov, ki jih nato obdelajo in združijo v celostno zaznavo okolice. VID Vid tvorijo številni sočasni pro- cesi, ki nam omogočajo, da vidimo dogajanje okrog nas, kar ga naredi enega izmed naših najzapletenejših čutov. Zato ni presenetljivo, da vidni sistem vključuje približno 30 odstot- kov človeške možganske skorje, kar je več kot katerokoli drugo čutilo. Zaradi dolgega in podrobnega preučevanja zdaj o vidu vemo več kot o drugih zaznavnih sistemih. Znanje o pretvorbi svetlobne energije v električne signale izvira predvsem iz raziskav na vinskih mušicah (lat. drosophila) in miših. Višjo stopnjo vidnega procesiranja pa so raziskovalci preučevali na opicah in mačkah. V številnih vidikih je vid podoben fotografiranju s staromodnim fotoapa- ratom. Svetloba prehaja skozi roženico in nato skozi zenico vstopi v oko. Šarenica s spreminjanjem velikosti zenice uravnava količino te vstopne svetlobe. Leča nato ukrivi svetlobne žarke tako, da padejo na del notranje površine očesnega zrkla, ki ga sestav- ljajo posebne celice, poznanega tudi pod imenom mrežnica. Toga roženica sicer opravi začetno ostrenje, leča pa Občutja in zaznava 2 se lahko odebeli ali splošči, da so bliž- fotoreceptorjev, omogočajo vid tudi najvišja. To območje, ki lahko razloči nji ali daljni predmeti na mrežnici še v medli svetlobi. Nasprotno pa se v izredno majhne podrobnosti, vsebuje bolj izostreni. Podobno kot pri fotoa- čepnicah prične zaznava podrobnosti samo rdeče in zelene čepnice. Makula, paratu, ki zajema fotografije na film, se in barv, kar nam omogoča izvedbo ki jo sestavlja področje neposredno vidni dražljaji preslikajo na mrežnico dejavnosti, ki zahtevajo visoko ostrino okoli rumene pege, pa je pomembna kot dvodimenzionalna obrnjena slika. vida. Človeško oko vsebuje tri vrste za branje in vožnjo. V Združenih dr-Predmeti, ki se v našem okolju naha- čepnic, ki se razlikujejo po občutljivo- žavah Amerike in Evropi je propad ali jajo na desni strani, so prikazani na levi sti na svetlobe različnih barv ozi- degeneracija fotoreceptorjev v makuli, strani mrežnice in obratno; objekti, ki roma valovnih dolžin (rdeča, zelena imenovana tudi makularna degene-se v okolju nahajajo zgoraj, so pri- ali modra). Njihove občutljivosti se racija, glavni vzrok slepote pri ljudeh, kazani v spodnjem delu mrežnice in deloma prekrivajo, pri čemer različne starejših od 55 let. obratno. Ti signali so sprva obdelani kombinacije aktivnosti čepnic posre- Nevroni v vsaki od treh plasti v specializiranih celicah v več plasteh dujejo informacije o določeni barvi, mrežnice običajno prejemajo infor-mrežnice, nato pa preko optičnih živ- kar omogoči zaznavo znanega barv- macije iz številnih celic v predhodnem cev potujejo v druge dele možganov, nega spektra. Na ta način so človeške sloju, vendar se skupno število celic, kjer so podvrženi nadaljnji integraciji oči podobne računalniškim monitor- ki pošljejo informacije določeni celici, in interpretaciji. jem, ki mešajo rdeče, zelene in modre po mrežnici zelo razlikuje. V predelu barve, da ustvarijo milijone barv. makule z najvišjo ostrino vida vsaka Triplastna mrežnica Središče mrežnice vsebuje ganglijska celica prejme signal (preko Tri vrste nevronov v mrežnici, veliko več čepnic kot druga področja, enega ali več internevronov) iz samo ki so fotoreceptorji, inter- zato je vid tam ostrejši kot ob robovih. ene ali zelo malo čepnic, kar omogoča nevroni in ganglijske celice, so organi- V čistem središču mrežnice je majhno zaznavo zelo majhnih podrobnosti. zirane v več plasti. Preden te celice območje, poznano tudi pod imenom Blizu robov mrežnice pa vsaka gan-pošljejo informacije v možgane, se rumena pega, kjer je gostota čepnic glijska celica sprejema signale iz več med seboj intenzivno sporazumevajo. Svetlobno občutljivi fotoreceptorji, znani pod imenom paličnice in čepnice , se nahajajo v najbolj obrobni plasti mrežnice. To pomeni, da svet- loba po vstopu skozi roženico in lečo potuje skozi drugi dve plasti nevronov, šele nato pa doseže fotoreceptorje. Ganglijske celice in internevroni se ne odzivajo neposredno na svetlobo, ampak obdelujejo in posredujejo informacije iz fotoreceptorjev. Aksoni ganglijskih celic nato skupaj zapustijo e, 2014. mrežnico in tako tvorijo vidni živec. oscienc V človeškem očesu se nahaja približno 125 milijonov fotoreceptor- nal of Neur jev, ki pretvorijo svetlobo v električne he Jour. T signale. Postopek pretvorbe ene d, et alar oblike energije v drugo, poznan tudi W pod imenom transdukcija, poteka v V mrežnici pride do enega izmed prvih postankov vidnih informacij na poti do možganov. Na sliki mišje večini senzoričnih sistemov. Izredno mrežnice so z rumeno označeni aksoni živčnih celic, ki nadaljujejo pot skozi s črno označeno majhno občutljive paličnice, ki pri ljudeh odprtino v zadnjem delu očesa preko optičnega živca do višjih centrov za vid. Še pred tem morajo aksoni prodreti skozi z modro označeno drugo plast celic, znanih kot astrociti, ki mrežnici zagotavljajo predstavljajo približno 95 odstotkov podporo s hranili. society for neuroscience 19 | Spoznanja o možganih 2 Občutja in zaznava fotoreceptorskih celic. Takšna konver- genca ali stekanje signalov pojasni nižjo ostrino perifernega vida. Del vi- dnega prostora, ki vzdraži posamezno ganglijsko celico, se imenuje njeno receptivno polje. Kako so vidne informacije obdelane? Ko odpremo oči, ločimo oblike, barve, kontraste in o.iet hitrost ter smer gibov. Svojo skodelico elló Ner za kavo zlahka ločimo od kozarca iquel PM marmelade. Lahko ugotovimo tudi, da drevo pred našim oknom stoji na miru, Vid se začne s svetlobo, ki se odbije od predmeta, potuje skozi očesno lečo in zadene mrežnico na zad- veverica pa se po njem premika (in ne nji strani očesa. Receptorji v mrežnici pretvorijo svetlobo v električne signale, ki prenašajo informacije v centre za obdelavo vida v možganih. obratno). Toda kako obdelamo preprosto dvodimenzionalno sliko na kasneje nadomestijo z uporabo infor- s posebnimi usmeritvami. Določene mrežnici, da pride do zaznave tako macij iz drugega očesa. Na poti do mo- celice se lahko tako najučinkoviteje zapletenih podob? žganov signali potujejo preko živčnih odzovejo na črte ali robove pod točno Vizualno procesiranje se vlaken iz obeh očes, ki se najprej zdru- določenim kotom ali premikajoče se v začne s primerjavo količin svetlobe, ki žita v presečišču, imenovanem optična določeni smeri. Iz teh plasti celic novi zadene majhna sosednja področja na kiazma. Vlakna, ki prenašajo informacije procesni tokovi informacije prene-mrežnici. Receptivna polja ganglijskih z leve strani mrežnice obeh očes, na- sejo naprej proti drugim delom vidne celic zagotavljajo popolno dvodimen- daljujejo pot po levi strani možganov; skorje. Ko so vizualne informacije iz zionalno predstavitev (ali zemljevid) informacije z desne strani obeh mrežnic primarne vidne skorje združene v vidnega prizora. Tako receptivno polje pa nadaljujejo pot po desni strani drugih področjih, postajajo receptivna se aktivira, ko svetloba zadane majhen možganov. Vidne informacije nato polja vedno bolj zapletena in selek-predel mrežnice, ki ustreza središču potujejo skozi lateralno genikulatno tivna. Nekateri nevroni na višjih ravneh polja. Inhibira ali z drugimi besedami jedro, eno izmed regij talamusa, in nato obdelave vidnih informacij se tako zavira pa se, ko svetloba zadane v primarno vidno skorjo v zadnjem delu odzivajo samo na določene predmete območje, ki obdaja samo središče. Če možganov. in obraze. svetloba zadene celotno receptivno Raziskave na opicah kažejo, polje (središče in obrobje), se ganglijska Vidna skorja: Plasti, koti in poti da so vidni signali obdelani v več celica šibko odzove. Ta antagonizem Primarna vidna skorja, tanka plast vzporednih, vendar medsebojno med središčem in obrobjem je prvi na- živčnega tkiva, se nahaja v zatilnem povezanih procesnih poteh. Dve od čin, s katerim naš vidni sistem izboljša režnju na zadnji strani možganov. Tako teh sta dorzalna pot, ki se usmeri zaznavanje kontrasta, ki je ključen za kot mrežnica je tudi ta predel sesta- navzgor proti temenskem režnju, in prepoznavanje predmetov. vljen iz številnih plasti z gosto posaje- ventralna pot, ki se usmeri navzdol do Živčna aktivnost v aksonih nimi celicami. Srednja plast primarne senčnega režnja. Dolgo je veljalo, da ganglijskih celic se prenaša preko vidne skorje, ki sprejema sporočila te poti ločeno obdelujejo nezavedni optičnih živcev, ki zapustijo oko in nato iz talamusa, ima receptivna polja, vid, ki naj bi nato narekoval vedenje potujejo proti možganom. Ker na tem podobna tistim v mrežnici, zato lahko in zavestne vizualne izkušnje. Če bi delu mrežnice ni fotoreceptorjev, iz- tudi ohrani vidno sliko iz mrežnice. videli psa teči po ulici, bi ventralni tok stopna točka optičnega živca povzroči Celice nad in pod srednjo plastjo imajo (ki nam odgovori na vprašanje »Kaj majhno “slepo pego” v vsakem očesu. kompleksnejša receptivna polja, ki vidimo?«) združil informacije o obliki in Te manjkajoče informacije možgani zaznavajo dražljaje v obliki črt ali robov barvi psa s spomini in izkušnjami, kar 20 Spoznanja o možganih | society for neuroscience Občutja in zaznava 2 potem omogoči prepoznavo znanega Zdravljenje motenj vida celic neposredno v možgane, pri če-psa. Dorzalni tok (ki nam odgovori na Številne raziskave na živalih so mer se v nasprotju z večino že obsto-vprašanje »Kje so vidni dražljaji?«) bi zagotovile vpogled v zdravlje- ječih zdravljenj ne poskuša obnoviti brez potrebe po zavestnem razmišlja- nje bolezni, ki prizadenejo vid. Razi- izgubljenih fotoreceptorjev. nju združil različne prostorske odnose, skave na mačkah in opicah so nam na gibanje in časovno razporeditev, da bi primer pomagale najti boljše terapije SLUH ustvaril načrt našega vedenja. Lahko za strabizem. Otroci s strabizmom na Sluh je eden naših najpomembnej-bi na primer zakričali “Stoj!”. Vendar začetku dobro vidijo na obe očesi, ših čutov, ki nas opozori na bližajoči se pa raziskovalci to strogo delitev dela vendar ne morejo združiti slik, ki avtomobil in pove, od kod prihaja, še postavljajo pod vprašaj, saj so razi- prihajajo iz njiju. Tako se začnejo bolj preden ga opazimo. Sluh je hkrati osre-skave pokazale, da lahko komunikacija osredotočati na informacije iz enega dnjega pomena za socialne interakcije, med različnimi potmi dejansko ustvari očesa in pogosto izgubijo vid na saj nam z obdelavo in interpretacijo zavestno izkušnjo. Pri tem ostaja jasno, drugem. V takih primerih je vid sicer kompleksnih sporočil v obliki govora da možgani ob prepoznavanju slike mogoče obnoviti, vendar le, če se omogoča komunikacijo z drugimi. Tudi pridobijo informacije v več fazah, ki otrok zdravi dovolj zgodaj. Po starosti slušni sistem (podobno kot vidni) zazna jih nato primerjajo s preteklimi izkuš- osmih let ali več taka nezdravljena različne lastnosti signalov, kot so višina, njami in posredujejo višjim nivojem za slepota postane trajna. Še pred nekaj glasnost, trajanje in lokacija zvoka. obdelavo. desetletji so oftalmologi za operacijo Slušni sistem tako analizira kompleksne poravnave oči, predpis vaj ali uporabo zvoke, ki jih razdeli na ločene kompo- Oči so v parih očesnih prevez čakali na pacientovo nente ali frekvence. Slednje nam omo- Binokularni vid, ki se nanaša na gle- dopolnjeno starost štirih let. Zdaj se goča sledenje določenim glasovom v danje z dvema očesoma, nam omogoča strabizem lahko popravi veliko pred pogovoru ali glasbilom ob poslušanju zaznavanje globine ali treh dimenzij, četrtim letom starosti, ko obstaja še glasbe. saj vsako oko zazna predmet z nekoliko večja verjetnost obnovitve normal-drugačnega kota. To deluje le, če se nega vida. Me slišiš? vidna polja oči prekrivajo in če sta obe Izguba pravilnega delovanja Ne glede na to, ali gre za nepri-očesi enako aktivni in pravilno porav- in odmiranje fotoreceptorjev sta ena ljubljeno jutranjo budilko, melodijo nani. Oseba, ki škili, čemur s strokovnim izmed glavnih razlogov za razvoj raz- zvonjenja na mobilnem telefonu ali izrazom pravimo strabizem, na primer ličnih motenj, ki povzročajo slepoto, najljubšo glasbo za tek, sluh vključuje razvije slabše zaznavanje globine. Infor- med katerimi jih je veliko težavno niz številnih korakov, ki pretvorijo macije s perspektive vsakega očesa se zdraviti. Obsežne genetske raziskave zvočne valove v električne signale. ohranijo vse do primarne vidne skorje, in uporaba modelnih organizmov so Živčne celice nato prenesejo te si-kjer so potem nadalje obdelane. Dve prepoznale različne genetske okvare, gnale v možgane. Zvok v obliki valov očesi omogočata tudi preslikavo veliko odgovorne za oslepitve. To odkrije je zračnega tlaka doseže uhelj, kjer se večjega vidnega polja na primarno omogočilo načrtovanje genskih terapij valovi usmerijo v sluhovod in dosežejo vidno skorjo. Zaradi križanja nekaterih ali terapij z matičnimi celicami, ki bobnič. Te spremembe zračnega tlaka živčnih vlaken v optični kiazmi signali lahko obnovijo fotoreceptorje in tako povzročijo nihanje bobniča, zvok pa se levega vidnega polja končajo na desni pozdravijo genetsko slepoto. Genske dodatno ojača prek vibracij ali nihanja strani možganov in obratno (ne glede terapije so nekaterim bolnikom z treh drobnih kosti v srednjem ušesu: na to, iz katerega očesa prihaja infor- izgubo centralnega vida (npr. maku- kladivca, nakovalca in stremenca. macija). Podobna ureditev je prisotna larna degeneracija) ali drugimi obli- Stremence je zadnja kost in deluje tudi za gibanje in dotik, kjer je vsaka kami slepote že omogočile, da bolje kot majhen bat, ki pritiska na ovalno polovica velikih možganov prav tako vidijo. Hkrati se raziskuje nov pristop okence. Slednje je membrana, ki ločuje odgovorna za obdelavo informacij zdravljenja slepote, ki je v osnovi zelo z zrakom napolnjeno srednje uho in s nasprotne strani telesa. podoben uporabi polževih vsadkov za tekočino napolnjenega, spiralno zavi- zdravljenje gluhosti. Zajema pošiljanje tega polža. Naloga ovalnega okenca je električnih signalov preko ganglijskih pretvorba mehanskih vibracij stre- society for neuroscience 21 | Spoznanja o možganih 2 Občutja in zaznava menca v tlačne valove v tekočini polža, Osmišljanje zvoka misfera običajno odgovorna za razu-kjer jih specializirane receptorske Za izračun smeri in lokacije mevanje in ustvarjanje govora. Osebe celice, imenovane dlačnice, pretvorijo zvoka na poti do možganske z okvaro leve slušne skorje (zlasti v električne signale. skorje možgansko deblo in talamus predela, imenovanega Wernickovo po- uporabljata informacije iz obeh ušes. dročje) kot posledico kapi lahko druge Od valovanja zračnega tlaka do »Frekvenčni zemljevid« bazilarne slišijo govoriti, vendar povedanega ne električnega signala membrane se vseskozi ohranja, med razumejo. Elastična bazilarna membrana drugim tudi v primarni slušni skorji v poteka vzdolž notranjosti senčnem režnju, kjer se različni slušni Zdravljenje izgube sluha polža kot vijugasta klančina, ki se nevroni odzivajo na različne frekvence. Izguba dlačnic je odgovorna za spiralno vije od zunanjega zavoja blizu Nekateri nevroni v možganski skorji pa večino primerov izgube sluha, saj v ovalnega okna, do najbolj notranjega se odzivajo na druge lastnosti zvoka, primeru odmrtja ne zrastejo nazaj. Šte-zavoja. Po svoji dolžini je “uglašena” na kot so intenzivnost, trajanje ali spre- vilne raziskave so ravno iz tega razloga različne frekvence oz. višine. Ko memba frekvence. Spet drugi nevroni osredotočene na razvoj in delova-tekočina v polžu rahlo valovi, se so specializirani za kompleksne zvoke nje struktur notranjega ušesa, med bazilarna membrana premakne. Na ali pa za različne kombinacije tonov. drugim tudi dlačnic. Njihov namen je višje zvoke (kot je škripanje) vibrira v Na višjih ravneh obdelave, torej višje razvoj novih načinov zdravljenja, ki bi bližini ovalnega okenca, na nižje zvoke od primarne slušne skorje, so nevroni lahko sčasoma vključevali zamenjavo (kot je bas boben) pa bolj v središču. sposobni obdelovati harmonijo, ritem poškodovanih dlačnic. Na vrhu vibrirajoče bazilarne in melodijo ter združiti vrste slušnih membrane se nahajajo vrste majhnih informacij v glas ali instrument, ki ga OKUS IN VOH dlačnic. Ko se membrana premika lahko prepoznamo. Čutila za okus (gustacija) in voh navzgor in navzdol, se stereociliji Kljub obdelovanju zvokov na (olfakcija) so tesno povezana in nam (izredno majhne dlačice) na dlačnicah obeh straneh možganov, je leva he- pomagajo krmariti v »kemičnem upognejo proti tektorialni membrani. To upogibanje odpre majhne kanale v stereocilijih, kar omogoči vdor ionov iz tekočine, ki jih obkroža. Pri tem pride do pretvarjanja fizičnega gibanja v elektrokemični signal. Stimulirane dlačnice nato vzdražijo slušni živec, ki pošlje svoje električne signale naprej v možgansko deblo. Naslednja postaja za obde- lavo zvoka je talamus, znan tudi kot možganska »štafetna« postaja za sen- zorične informacije, ki slušne signale nato pošlje v slušni del možganske skorje. Po dolžini bazilarne membrane je postavljenih več tisoč dlačnic, izmed , 2005. katerih se vsaka najmočneje odziva oS Biology le na ozek razpon zvočnih frekvenc, . PL. al odvisno od tega, kako daleč vzdolž a, et polža se nahaja. Tako je vsako živčno Chittk vlakno, ki je povezano z dlačnicami, Zunanje uho sprejme informacije o zvočnih valovih - zgostitvah in razredčitvah zraka, ki jih povzroči vir zvoka. uglašeno na zelo specifične frekvence. Nato jih usmeri po sluhovodu do bobniča. Kladivce nato preko nakovalca prenese vibracije na stremence. Dlačne celice v polžu pretvorijo informacije teh vibracij v električne signale, ki preko slušnega živca potujejo v Te informacije potujejo po živcu naprej možgane. v možgane. 22 Spoznanja o možganih | society for neuroscience Občutja in zaznava 2 prepoznamo približno 20-krat toliko vonjav. Vršički vohalnih celic so opre- mljeni z več ciliji, dlačicam podobnimi e, 2013. strukturami, med katerimi se nekatere e, 2009. oscienc odzivajo na več različnih molekul, oscienc druge pa zgolj na eno samo. Posame- nal of Neur zni vonj bo torej stimuliral edinstveno nal of Neur he Jour kombinacijo vohalnih celic, kar bo . T he Jour ustvarilo poseben vzorec aktivnosti. . T a, et al aubach, et al Ta specifičen vzorec aktivnosti se nato M Br Receptorji na jeziku, imenovani brbončice, prenese v olfaktorne bulbuse in še Olfaktorni bulbus (ali vohalna čebulica) je pošljejo informacije o okusih dalje v možgane, ki struktura v prednjih možganih, odgovorna za naprej v primarno vohalno skorjo, ki se jih podrobno obdelajo. Na tej sliki mišjega jezika obdelavo informacij o vonju. Na sliki so prikazane nahaja na sprednji površini senčnega so z rdečo označeni aksoni, ki se povezujejo z tri razvojne faze olfaktornih bulbusov pri cebrici, režnja. Vohalne informacije nato prei-brbončicami. vrsti ribe, ki je pri nevroznanstvenih raziskavah pogost živalski model. dejo v bližnja področja možganov, kjer svetu«. Tako kot je zvok zaznava valov se mešajo z zaznavo okusa. Nedavne zračnega tlaka in vid zaznava svet- grenko in umami. Velikokrat zasledimo raziskave so pokazale, da lahko ljudje lobe, sta voh in okus zaznava drobnih razlage o lokalizaciji okusov, ki pa ne prepoznamo vonjave že v 110 mili-molekul v zraku in hrani. Oba čuta držijo, saj okusi niso omejeni samo na sekundah po prvem vdihu. Hkrati je prispevata k okusu hrane in sta zaradi določene regije jezika. Ko so receptor- zanimivo tudi dejstvo, da se lahko možnosti zaznave nevarnih snovi, ki bi ske celice okusa stimulirane, pošiljajo velikost olfaktornih bulbusov in način jih lahko vdihnili ali zaužili, pomembna signale skozi tri kranialne živce organiziranosti nevronov sčasoma za preživetje. Receptorske celice, (obrazni in glosofaringealni živec ter spremenita. Kot je bilo omenjeno zgo-vključene v obdelavo okusa in vonja, vagus) proti predelom v možganskem raj, so olfaktorni bulbusi pri glodalcih so izpostavljene zunanjemu okolju, kar deblu, udeleženim v obdelavi okusa. in primatih, tudi pri ljudeh, eni redkih jih naredi ranljive za poškodbe. Ravno Signali so nato usmerjeni skozi možganskih predelov, ki lahko skozi zaradi tega se receptorske celice za talamus do okušalne skorje v čelnem vse življenje ustvarjajo nove nevrone. okus redno obnavljajo, prav tako olfak- režnju in insuli, kjer pride do prepo- Temu procesu pravimo nevrogeneza. torni nevroni. Pravzaprav so ti olfak- znave specifičnih zaznav okusa. torni nevroni edini senzorični nevroni, Povezanost okusa in voha katerih zamenjava poteka skozi celotno Od molekul do vonja Okus in voh sta ločena čuta s obdobje našega življenja. Vonjave vstopijo v nos z svojimi receptorji. Vendar pa lahko zračnimi tokovi in se vežejo na njun tesni odnos opazimo, ko imamo Od molekul do okusa specializirane vohalne celice v vohalni med prehladom zamašen nos, hrane Naša sposobnost okušanja sluznici ostrešja nosne votline. Aksoni pa potem sploh ne okusimo ali pa je hrane je odvisna od molekul, teh senzoričnih nevronov med potjo okus zelo medel. Takrat se nam zdi, ki se sprostijo med žvečenjem ali do dveh olfaktornih bulbusov ali da naše čutilo okusa sploh ne deluje, pitjem. Okušalne receptorske celice vohalnih čebulic (ena za vsako nos- vendar je težava v tem, da zaznavamo znotraj okušalnih brbončic, ki se nico) prečkajo lobanjo preko izredno zgolj okus, ne pa okusa in vonja sku-nahajajo na jeziku, mehkem nebu in drobnih luknjic. Informacije nato paj. Čut za okus je sam po sebi precej zadnji strani ust, nato zaznajo te potujejo naprej do vohalne skorje. okoren, saj razlikuje le pet osnovnih molekule. Ljudje imamo med 5.000 in Tako je voh edini senzorični sistem, ki lastnosti. Šele zaznava vonja potem 10.000 brbončic, ki pa jih počasi pošilja senzorične informacije nepos- doda kompleksnost zaznanim oku-začnemo izgubljati okoli 50. leta redno v možgansko skorjo, ne da bi te som. Raziskave na ljudeh so pokazale, starosti. Vsaka brbončica je sestavljena informacije pred tem potovale v da se zaznavanje okusa še posebej iz 50 do 100 receptorskih celic, ki so se talamus. izboljša, ko so ljudje izpostavljeni odzivajo na enega od vsaj petih Ljudje imamo okoli 1000 raz- ujemajočim se kombinacijam znanih osnovnih okusov: sladko, kislo, slano, ličnih vrst vohalnih celic, vendar lahko okusov in vonjav. Sladkor je zaznan society for neuroscience 23 | Spoznanja o možganih 2 Občutja in zaznava kot bolj sladek v kombinaciji z vonjem Kortikalni zemljevidi telesa in po jagodah kot v kombinaciji z vonjem občutljivost na dotik arašidovega masla ali brez vonja. Zdi Somatosenzorične informacije iz se, da se informacije o okusu in vonju vseh delov našega telesa so v mož- združujejo v več centralnih predelih ganski skorji (korteksu) zastopane v e, 2013. možganov. V spodnjem čelnem režnju obliki topografskega zemljevida. Zelo obstajajo tudi nevroni, ki se odzivajo oscienc občutljivi deli telesa, kot so ustnice in samo na posebne kombinacije okusa konice prstov, vzdražijo veliko večje nal of Neur in vonja. predele možganske skorje kot manj ob- he Jour Nekaj naše občutljivosti za okus in . T čutljivi deli telesa. Občutljivost različnih voh izgubimo, ko se staramo. Trenutno , et al predelov telesa na bolečinske dražljaje najverjetnejša razlaga je počasen upad Hadjab in dražljaje, vezane na dotik, je v veliki ali prenehanje nadomeščanja poško- Z rdečo označena senzorična živčna vlakna so meri odvisna od števila receptorjev na vidna v šapi razvijajočega se mišjega zarodka. dovanih receptorjev in senzoričnih enoto površine in razdalje med temi Postala bodo specializirana za zaznavanje pritiska, nevronov. Sedanje raziskave so vse bolečine, temperature ali srbenja. receptorji. V nasprotju z ustnicami in bližje razumevanju razvoja nevronov, rokami, ki so najbolj občutljive na dotik, zadolženih za prenos informacij o je receptorjev za dotik na hrbtu malo, dražljaje ali dražljaje, ki prekoračijo vonju ali okusu, iz matičnih celic. S tem kar pomeni, da so med seboj zelo od- prag njihove vzdražnosti. Takšen odziv znanjem bi lahko nekoč terapije z ma- daljeni, zaradi česar je hrbet veliko manj nam pomaga odkriti, kdaj je nekaj tičnimi celicami uporabili za povrnitev občutljiv. resnično nevarno. Različne vrste okusa ali voha tistim, ki ga izgubijo. Nevrologi merijo to občutljivost nociceptorjev so občutljive na različne z uporabo dvotočkovne diskrimina- vrste bolečih dražljajev, kot so toplotni DOTIK IN BOLEČINA cije, najmanjše razdalje med dvema (vročina ali mraz), mehanski (rane) ali Somatosenzorični sistem je točkama na koži, ki ju oseba lahko kemični (toksini ali strupi). Zanimivo je, odgovoren za vse zaznave razpozna kot dva različna dražljaja in da se ti isti receptorji odzivajo tudi na dotika. Te vključujejo rahel dotik, ne enega samega. Ni presenetljivo, da kemikalije v začinjeni hrani, kot je pritisk, vibracije, temperaturo, teks- je prag za zaznavo dveh točk najnižji na kapsaicin v feferonih, ki lahko (odvisno turo, srbež in bolečino. Zaznavamo jih najbolj občutljivih delih telesa, kot so od naše občutljivosti) povzroči pekočo z različnimi vrstami receptorjev za prsti in ustnice. Nasprotno pa lahko dva bolečino. Nekatere vrste nociceptorjev dotik, katerih živčni končiči se nahajajo dražljaja na hrbtu ločimo le, če sta več pa se odzivajo le na kemične dražljaje, v različnih plasteh naše kože, glavnega centimetrov narazen. ki povzročajo srbenje. Dobro znan čutnega organa za dotik. Na porašče- primer so histaminski receptorji, ki se nih predelih kože se nekateri posebej Srbež in bolečina aktivirajo, ko draženje kože, piki žuželk občutljivi živčni končiči ovijajo okoli Bolečina je hkrati čutna in in alergije sprožijo sproščanje hista-korenin dlačic, pri čemer se odzivajo čustvena izkušnja. Senzorična mina v telesu. Znanstveniki pa so poleg že na najmanjši premik dlak. ali čutna komponenta opozarja na že poznanih histaminskih receptorjev Signali iz receptorjev za dotik potujejo poškodbo tkiva ali vsaj možnost za srbenje nedavno prepoznali tudi po senzoričnih živčnih vlaknih, ki so poškodbe, čustvena komponenta pa druge. povezana z nevroni v hrbtenjači. Od naredi izkušnjo neprijetno in stresno. Poškodba tkiva vodi v sprošča-tam potujejo navzgor do talamusa in Akutna bolečina je predvsem opozo- nje različnih kemičnih spojin na mestu naprej do somatosenzorične skorje, rilni signal ali z drugimi besedami poškodbe, kar povzroči vnetje. Ta pro-kjer se prevajajo v zaznave. Nekatere način, na katerega možgani sporočajo, ces aktivira živčne signale, ki vzdržujejo informacije o dotiku potujejo hitro da je s telesom nekaj narobe. Bolečina zaznavanje bolečine, kar nam pomaga po mieliniziranih živčnih vlaknih z se pojavi, ko se posebna senzorična zaščititi poškodovani del telesa. Primer debelimi aksoni (vlakna A-beta), druge vlakna, imenovana nociceptorji, so prostaglandini, ki povečajo ob-informacije pa se prenašajo počasneje odzovejo na dražljaje, ki lahko povzro- čutljivost nociceptorjev, kar povzroči po tankih, nemieliniziranih aksonih čijo poškodbe tkiva. Običajno se občutenje še močnejše bolečine. (vlakna C). nociceptorji odzivajo samo na močne Prispevajo tudi k stanju, imenovanem 24 Spoznanja o možganih | society for neuroscience Občutja in zaznava 2 alodinija, pri katerem lahko celo nežen bolečini in srbenju v zavestno izkušnjo. posameznikih, ki pa se ne odzivajo na dotik povzroči bolečino, kot bi to Ko bolečina postane zavestna izkušnja, redno zdravljenje. Raziskave kažejo, da recimo občutili na močno opečeni koži. imajo možgani priložnost, da spreme- se endorfini vežejo na več vrst opio-Dolgotrajna poškodba lahko povzroči nijo svoj odziv na bolečinske signale. idnih receptorjev v možganih in hrbte-spremembe živčnega sistema, ki po- njači. To je pomembna informacija za večajo in podaljšajo zaznano bolečino Obvladovanje bolečin razvoj protibolečinskega zdravljenja, tudi v odsotnosti bolečinskih dražlja- Četudi smo ljudje izpostavljeni zlasti pri ljudeh z omenjeno intenzivno jev. Nastalo stanje preobčutljivosti istemu bolečinskemu dražljaju, kronično bolečino. Opioidna zdravila na bolečino, imenovano nevropatska bolečino doživljamo različno. Kako za zmanjšanje bolečine je zdaj tako bolečina, je tako posledica nepravil- srbeča ali boleča je naša zaznava, je mogoče dostaviti v hrbtenjačo pred, nega delovanja živčnega sistema in ne seveda odvisno od moči dražljaja, pa med in po operaciji. Znanstveniki pre-same poškodbe. Primer tega je diabe- tudi od posameznikovega čustvenega učujejo tudi načine električne stimula-tična nevropatija, pri kateri so živci v stanja in okolja, v katerem pride do cije hrbtenjače za lajšanje bolečin, kar rokah ali nogah poškodovani zaradi poškodbe. Ko sporočila o bolečini bi hkrati pomenilo izogib potencialno dolgotrajne izpostavljenosti visokemu prispejo v skorjo, jih možgani obdelajo škodljivim učinkom dolgotrajne upo-krvnemu sladkorju in prispevajo k na različne načine. Možganska skorja rabe opioidov. Razlike v dojemanju zaznavam otrplosti, mravljinčenja ter pošilja sporočila o bolečini v predel bolečine pri ljudeh prav tako kažejo na pekoče ali druge vrste bolečine. možganskega debla, imenovan potrebo raziskav in zdravljenja, prila- periakveduktalna siva možganovina. gojenega posameznemu bolniku. Pošiljanje in prejemanje sporočil Ta s svojimi povezavami z drugimi Jasno je, da za zaznavanje bolečine Boleči in srbeči dražljaji pridejo do jedri možganskega debla aktivira in srbenja ni odgovoren le en predel hrbtenjače preko tankih A-delta živčnih descendentne poti za uravnavanje možganov. Čustvene in senzorične vlaken in še tanjših vlaken C. Mielinska bolečine. Prav te poti pa pošiljajo tudi komponente ustvarjajo mozaik dejav-ovojnica, ki obdaja A-delta vlakna, po- sporočila v predele, ki sproščajo nosti, ki vpliva na našo zaznavo bole-maga živčnim impulzom potovati hit- endorfine, poznane kot opioide, ki jih čine. Pravzaprav so nekatere metode reje. Ta vlakna tako izzovejo takojšnjo, proizvaja telo in delujejo kot analge- zdravljenja, med drugim meditacija, ostro in zlahka prepoznavno bolečino, tiki. Adrenalin, ki nastane v čustveno hipnoza, masaže, kognitivno-vedenj-ki jo povzroči na primer vbod z iglo. stresnih situacijah, kot je prometna ska terapija in nadzorovana uporaba Nemielinizirana vlakna C pa prenašajo nesreča, prav tako deluje tudi kot konoplje, usmerjene predvsem v sporočila o bolečini počasneje. Njihovi analgetik. Ta izraz se nanaša na uravnavanje čustvene plati bolečine in živčni končiči se razprostirajo po raz- učinkovino, ki lajša bolečino brez ne na izbris bolečega dražljaja. Bolniki meroma velikem območju in povzro- izgube zavesti. Sprostitev teh kemikalij s kronično bolečino tako sicer še čajo top in razpršen občutek bolečine, v telesu pomaga uravnavati in zmanj- vedno čutijo bolečino, vendar ne več katerega izvor je težje določiti. Signali šati bolečino s prestrezanjem nocicep- tako močno. Delovanja teh pristopov bolečine in srbenja potujejo navzgor tivnih prilivov, ki po hrbtenjači ne razumemo popolnoma, vendar so po hrbtenjači, skozi možgansko deblo potujejo proti možganskem deblu. orodja za slikanje možganov razkrila, in nato do talamusa (znano tudi pod Čeprav te možganske poti obsta- da konoplja na primer zavira aktivnost imenom ascendentna, vzpenjajoča jajo pri vseh ljudeh, bosta njihova le v določenih področjih možganov, se pot). Od tam potujejo v več pod- učinkovitost in občutljivost določala predvsem tistih, ki so del limbičnega ročij možganske skorje, ki spremljajo moč zaznane bolečine. To pojasni tudi sistema, poznanega tudi kot čustveno stanje telesa in spreminjajo sporočila o pojav kronične bolečine pri nekaterih središče možganov. society for neuroscience 25 | Spoznanja o možganih POGLAVJE 3 Gibanje Ste se kdaj čudili spretnostim teniške igralke, ko je dosegla as, ali virtuoznosti pianistke, katere prsti plešejo skozi zapletene skladbe? Take gibe dojemamo kot izredno posebne in spretne. Vendar pa vsak od nas v vsakdanjem življenju izvaja zbirko zapletenih, spretnih gibov, ki so prav tako izjemni – od hoje in go- vorjenja do podpisovanja imena ali pošiljanja sporočil. Svoje mišice upo- rabljamo celo, da razkrijemo svoje razpoloženje in čustva; nasmeh in mahanje sta univerzalno razumljiva. Gibanje je izredno pomemben del našega vsakdanjika, vseeno pa se velikokrat zgodi, da zapletene sisteme, ki omogočajo ta dejanja, jemljemo za samoumevne. Osrednje živčevje , sestavljeno iz možganov in hrbtenjače, nadzoruje usklajeno delovanje več sto mišic, ki nam omogočajo gibanje. Naše gibanje se nato izpopolnjuje in krepi s prilago- ditvijo na spreminjajoče se okoliščine v svetu in pa z vadbo, s katero lahko celo izboljšujemo svoje motorične sposobnosti. HOTENO GIBANJE Da bi dodobra razumeli, kako živčni sistem uravnava gibanje, začnimo z mišicami, organi za proizvajanje gibanja. Večina mišic je tesno pritrjenih na okostje in premošča sklepe, ki jih poznamo kot dele telesa, kjer se združita dve ali več kosti. Zaradi svoje tesne povezave z okostjem ali skeletom se imenujejo skeletne mišice. Aktivne mišice lahko krčijo ali iztegujejo sklep, s katerim so povezane. Mišice, ki krčijo sklep in tako približajo kosti, se imenujejo fleksorji; mišice, ki iztegujejo sklep in tako povečajo kot med kostmi, se imenujejo ekstenzorji. Fleksorji in ekstenzorji delujejo v nasprotju, kar Gibanje 3 pomeni, da se ob krčenju ene skupine mišic druga skupina sprosti. Upogiba- nje komolca na primer zahteva krčenje bicepsa (fleksor) in sprostitev tricepsa (ekstenzor). Pri takih gibih se mišice, ki spodbujajo gibanje, imenu- jejo agonisti, tiste, ki nasprotujejo ali zavirajo gibanje, pa antagonisti. Izkušene, hitre gibe, kot je metanje kopja, začnejo agonisti in ustavijo antagonisti, kar omogoči hiter pospešek, natančnost in hitro usta- vljanje uda. Pri nekaterih gibih se agonisti in njihovi antagonisti skrčijo hkrati, kar imenujemo kokontrakcija. Taka sočasna dejanja lahko stabilizi- rajo ali nadzorujejo gibanje, na primer pri stabilizaciji negibnega sklepa med izometričnimi vajami. Gibanje vseh skeletnih mišic nadzira osrednje živčevje, ne glede na to, ali gre za fleksijo ali ekstenzijo. Skeletna mišica je sestavljena iz več tisoč posameznih mišičnih celic, imenovanih mišična vlakna. Vsako mišično vlakno nadzira en sam alfa motorični nevron, ki izvira iz hrbte- njače ali možganov. Po drugi strani pa ima en alfa motorični nevron nadzor nad številnimi mišičnimi vlakni (od nekaj do 100 ali več mišičnih vlaken). Alfa motorični nevron in vsa mišična vlakna, ki jih nadzoruje, tvorijo funk- cionalno enoto, imenovano moto- rična enota. Ta predstavlja ključno povezavo med osrednjim živčevjem in skeletnimi mišicami. Če motorični nevroni odmrejo, kar se recimo zgodi pri boleznih, kot je Živčni sistem je sestavljen iz osrednjega živčnega sistema, ki ga sestavljajo možgani in hrbtenjača, ter amiotrofična perifernega živčnega sistema, ki je sestavljen iz živcev in majhnih zgostitev sive možganovine, imenova- lateralna skleroza (ALS) , lahko bolniki nih gangliji. Možgani pošiljajo sporočila perifernim živcem, ki nadzorujejo mišice in notranje organe. izgubijo sposobnost gibanja. Nekatere mišice ne nare- kujejo dejavnosti sklepov, ampak mehkega tkiva. Primer takih mišic so mišice v glavi in vratu, ki nam omo- gočajo premikanje oči, žvečenje in požiranje hrane, govorjenje in nadzor society for neuroscience 27 | Spoznanja o možganih 3 Gibanje obraznih izrazov. Te mišice delujejo na približno enak način kot tiste, ki se pritrdijo na kosti, saj jih prav tako nadzoruje osrednje živčevje. NEHOTENO GIBANJE Veliko vrst gibanja je izvedenih brez našega zavestnega nadzora. Med najpreprostejšimi in najbolj temeljnimi vrstami nehotenih gibov so refleksi. Ti so razmeroma stereotipni, samodejni odzivi mišic na določene dražljaje, kot je recimo hiter umik roke po dotiku nečesa vročega, in vključujejo aktivacijo senzoričnih receptorjev v koži, sklepih ali celo v samih mišicah. Odzivi so hitri in se zgodijo brez vpletenosti možganov ali zavestne pozornosti. Namesto tega so odvisni od omrežij nevronov, ki se nahajajo v sami hrbtenjači ali blizu nje. Eden najbolj znanih je refleksni izteg kolena, ki spada med reflekse na nateg oz. miotatične refle- kse. Pojavi se, ko zdravnik z majhnim gumijastim kladivom udari po tetivi tik pod kolenom. Ta udarec povzroči rahel razteg mišice iztegovalke kolena, kar zaznajo mišični receptorji, imenovani mišična vretena (angl. muscle spindles). Ta zaznavajo obseg in hitrost razteza- nja ter stimulirajo senzorične nevrone, ki pošiljajo val impulzov v hrbtenjačo. Tam signali aktivirajo alfa motorične nevrone, katerih naloga je raztegnjeno mišico pokrčiti. Da noga brcne naprej, Refleks na nateg, prikazan na vrhu slike, se pojavi, ko zdravnik z majhnim gumijastim kladivcem udari se mora hkrati še sprostiti antagonist po tetivi pod kolenom. To aktivira mišična vretena, ki pošljejo val impulzov v hrbtenjačo, aktivirajo oz. v tem primeru fleksor. Pravzaprav motorične nevrone in sprožijo krčenje mišic. Umik s pomočjo fleksije, prikazan na dnu te slike, pa se isti dražljaj, ki neposredno aktivira pojavi, ko stopimo na oster predmet, pri čemer se noga takoj dvigne stran od vira morebitne poškodbe. motorične nevrone za nadzor eksten- Nasprotna noga se odzove s povečanim iztegom, kar imenujemo refleks križnega iztegovanja. Ta služi zorja, posredno zavira tudi motorične predvsem za ohranitev ravnotežja. nevrone za nadzor antagonističnega fleksorja. Tako vzajemno zaviranje se doseže preko povezovanja nevronov, ki v celoti ležijo v hrbtenjači. Ko se ti inhibitorni internevroni aktivirajo za- radi prvotnega senzoričnega dražljaja, 28 Spoznanja o možganih | society for neuroscience Gibanje 3 pošljejo inhibitorne signale motorič- receptorji za bolečino v koži pošljejo mišična vretena napeta. Drugi spe-nim nevronom, ki oskrbujejo fleksor. sporočilo v hrbtenjačo, nakar se aktivi- cializirani receptorji pa se imenujejo Tako tudi najpreprostejši refle- rajo alfa motorični nevroni in noga se Golgijevi tetivni organi. Nahajajo se ksi vključujejo sinhrono aktivacijo (in takoj dvigne. Ker je naša telesna teža ob spoju mišičnih vlaken s tetivo, kar inaktivacijo) več sklopov motoričnih podprta na obeh nogah, se morajo jim pomaga pri zaznavanju jakosti sile nevronov, ki nadzorujejo agonistične hkrati aktivirati tudi ekstenzorji v na- ali napetosti, ki deluje na mišico med in antagonistične mišice. sprotni nogi. Brez te dodatne reakcije, trenutnim gibanjem. Opisani proces Številni refleksi ščitijo pred imenovane refleks navzkrižne eksten- poveča natančnost gibanja. Ti povratni poškodbami. Ko sedimo v zdravniški zije, bi izgubili ravnotežje in padli, ko sistemi niso edinstveni le za reflekse, ordinaciji, kolenski refleks povzroči bi stopili na oster predmet. ampak omogočajo možganom, da kratek nihaj spodnjega dela noge nap- Ob vseh omenjenih gibih natančno prilagajajo delovanje mišic rej. V primeru skoka s stola ali izvedbe vključene mišice možganom posre- med številnimi gibalnimi nalogami – še bolj zahtevnega gimnastičnega dujejo povratne informacije o lokaciji od tistih, ki zahtevajo obvladovanje elementa, bi ta isti refleks spodbudil različnih delov telesa in njihovi hitrosti položaja in koordinacije, recimo srka-krčenje močnih mišic, ki izravnajo ko- premikanja. Prej omenjena mišična nje iz čisto polne skodelice čaja, do lena, kar spodbudi ustrezen pristanek vretena zagotavljajo informacije o tistih, ki vključujejo spretno uporabo brez poškodbe. Drug zaščitni refleks spremembah v dolžini mišic. Možgani moči in hitrosti, kot je met kopja na je refleks umika s pomočjo fleksorja, nato prilagajajo občutljivost sistema atletskem mitingu. ki se pojavi recimo ob dotiku ostrega z uporabo ločenega sklopa gama predmeta z boso nogo. V tem primeru motoričnih nevronov, ki ohranjajo HOTENO IN KOMPLEKSNO GIBA- e, 2016. e, 2009. oscienc oscienc nal of Neur nal of Neur he Jour he Jour. T . T t, et al righ Fallini, et al W Specializirane celice, imenovane motorični nevro- Nevroni z mišicami komunicirajo na točno določenih mestih, imenovanih živčno-mišični stiki. ni, prenašajo navodila iz možganov vzdolž dolgih Slika prikazuje živčno-mišični stik pri miši. Motorični nevron je obarvan zeleno, receptorji za aksonov, ki se raztezajo od hrbtenjače do mišic v nevrotransmiterje na mišičnih celicah pa so označeni z rdečo. rokah in nogah. Te celice so lahko najdaljše celice v našem telesu, pri čemer se nekatere raztezajo po celotni dolžini noge, da nadzorujejo mišice stopal. society for neuroscience 29 | Spoznanja o možganih 3 Gibanje NJE uspešno izvedbo takega gibanja mo- uravnavanju hotenega gibanja Hrbtenjačna vezja (omrežja rajo možgani torej posredovati ukaze namreč v obliki vzporednih vezjih ali nevronov znotraj hrbtenjače) igrajo ustreznim hrbtenjačnim vezjem. “zank” sodeluje več drugih možgan-ključno vlogo tudi pri nadzoru bolj Z eksperimenti na živalih znan- skih regij. Te regije, vključno z prefinjenih, hotenih gibalnih vzorcev, stveniki šele začenjajo razumeti bazalnimi gangliji, talamusom, kot je recimo izmenično gibanje nog usklajen niz interakcij med različnimi malimi možgani in velikim številom med hojo. Tako pri štirinožcih kot pri možganskimi regijami, ki potekajo nevronov v srednjih možganih ter ljudeh ritmične vzorce aktivacije mi- med hotenim gibanjem. Področje možganskem deblu, prav tako vplivajo na aktivnost motoričnih nevronov v hrbtenjači. Že sami bazalni gangliji obsegajo dve ločeni poti. Zdi se, da ena spodbudi želeni N motorični program, medtem ko druga zavira neželena, konkurenčna ajbolj zapleteni izvedeni gibi, vključno s dejanja. Skupaj s talamusom imajo tistimi, ki zahtevajo zavestno načrtovanje, bazalni gangliji tako široko razširjene povezave z motoričnimi in senzorič- vključujejo informacije iz možganov. nimi področji možganske skorje, kar jim posledično omogoča spremljanje in prilagajanje motoričnih zmogljivo- sti. Disfunkcija bazalnih gangli- jev lahko povzroči resne motnje gi- banja. Parkinsonova bolezen se pojavi šic, ki proizvajajo gibanje, ustvarjajo možganov, ki je bistveno za tako ob napredujočem propadu (degene-nevroni, ki se nahajajo v hrbtenjačnih gibanje, je motorična skorja (motorični raciji) nevronov v predelu možganov, vezjih in vezjih možganskega debla. korteks). Od tam nevroni pošiljajo imenovanem substanca nigra. Od Ko se ta nevronska vezja, imenovana signale, ki neposredno nadzorujejo tam nevroni z uporabo nevrotransmi-tudi centralni generatorji vzorcev, aktivacijo alfa motoričnih nevronov terja dopamina, ključne kemikalije, ki aktivirajo, proizvajajo ritmične vzorce, v hrbtenjači. Nekateri od teh korti- sodeluje pri nadzoru gibanja, posre-ki se pojavijo pri hoji, letenju, pla- kalnih nevronov, ki so pomembni dujejo signale bazalnim ganglijem. vanju ali dihanju. Omenjena vezja za natančno uglašene motorične Upad količine dopamina privede so se najprej razvila pri primitivnih sposobnosti, nadzorujejo gibanje do značilnih simptomov in znakov vretenčarjih, proučujemo pa jih, da bi funkcionalno povezanih mišic v posa- Parkinsonove bolezni, med drugim ugotovili, v kolikšni meri je mogoče meznem delu telesa, recimo dlan ali do tremorja, rigidnosti in v nekaterih vključiti hrbtenjačno vezje za obnovi- roka. Drugi nevroni v motorični skorji primerih akinezije, ki se nanaša na tev osnovne sposobnosti vzdrževanja pa lahko usmerjajo usklajeno giba- nezmožnost gibanja. Nasprotno pa telesne drže in ponovne uporabe nje posamezne okončine na točno se pri posameznikih s Huntingtonovo paraliziranih udov po hudi paralizi. določeno točko v prostoru, na primer boleznijo pogosto pojavljajo nena- Najbolj zapleteni izvedeni približevanje rok ustom, da lahko dzorovani trzljaji (zgibki), zlasti na gibi, vključno s tistimi, ki zahtevajo zagrizemo v okusen košček hrane. obrazu in okončinah. Ti simptomi zavestno načrtovanje, vključujejo in- in znaki izvirajo iz selektivne izgube formacije iz možganov. Višje možgan- Regije, ki uravnavajo hoteno inhibitornih nevronov v bazalnih ske regije sprožijo hoteno gibanje, gibanje ganglijih, kar pomeni, da naključni usklajujejo kompleksna zaporedja Motorični korteks pri nadzo- nehotni gibi niso več ustrezno zavrti. gibanja in prilagajajo vedenjske rezul- rovanju zapletenih ali spret- Še ena regija možganov, tate glede na specifično situacijo. Za nih hotenih gibov ne deluje sam. Pri ključna za usklajevanje in natančno 30 Spoznanja o možganih | society for neuroscience Gibanje 3 Dolgotrajna zloraba alkohola je pogost vzrok za pridobljeno dege- neracijo malih možganov. Tipični znaki zajemajo slabo koordinacijo, . nestabilno ali spotikajočo se hojo, spremembe v govoru in težave s fino an Diego motoriko, vključno s prehranjeva- nia, S njem, pisanjem ter oblačenjem. or alif y of C Mali možgani nam prav tako ersit omogočajo, da se prilagodimo nepri- ch, Univ čakovanim okoliščinam, kar recimo esear zasledimo pri prilagoditvi gibov ob ing R dvigu škatle, za katero smo pričako- mag y and I vali, da bo veliko težja. Omenjena op regija hkrati igra pomembno vlogo osc icr or M pri motoričnem učenju, na primer ter f med učenjem hoje, govora, igranja en tional C inštrumenta ali plesne koreografije. , Na Pri tem izpopolni in izostri moto- inck eer rične programe, ki nam omogočajo Thomas D opravljanje teh nalog z vedno večjo Mali možgani, ki so povezani z gibanjem, so predel v zadnjem delu možganov. Na sliki so prikazani mišji natančnostjo in spretnostjo. mali možgani. Številni izsledki kažejo, da nam mali možgani pomagajo tudi pri uravnavanje spretnega gibanja, so tekočih gibov. Mali možgani so torej ponovni umeritvi gibov ob spremi-mali možgani. Ti prejemajo infor- bistveni za širok spekter motoričnega njanju lastnega telesa, recimo med macije neposredno od senzoričnih učenja in koordinacije, vse od nad- rastjo, pridobivanjem ali izgublja-receptorjev v okončinah in glavi, zora gibov udov in oči do pravilnega njem telesne mase, maščobe ali mišic hkrati pa tudi informacije iz možgan- prijema predmetov. in med spopadanjem z boleznijo. Na ske skorje. Nevroni v malih možganih Motnje v delovanju malih ta način omogočajo spretno gibanje združijo te senzorične informacije, možganov vodijo do slabše koordi- skozi nenehno spreminjajoči se svet kar zagotovi pravilen časovni potek nacije, motenj ravnotežja in celo do med odraščanjem in staranjem. mišičnega delovanja. To omogoči težav pri govoru, ki je ena najbolj bolj ali manj samodejno izvajanje zapletenih oblik nadzora gibanja. society for neuroscience 31 | Spoznanja o možganih POGLAVJE 4 Učenje, B olnik H. M., ki je bil dolgo časa znan samo po svojih začetni-cah, je v 20. stoletju pripeljal do ene najpomembnejših prelomnic v spomin in znanosti o možganih: razumevanja, da kompleksne funkcije, kot sta učenje in spomin, temeljijo na številnih bio- loških procesih in terjajo usklajeno čustva delovanje različnih možganskih regij. Po udarcu v glavo v otroštvu je Henry Molaison (H. M.) začel doživljati hude epileptične napade. Osemnajst let pozneje se njegovo stanje še vedno ni pomembno izboljšalo, zato se je odločil sodelovati v posebnem eks- perimentalnem postopku. Odstranili so dele njegovih srednjih (medialnih) senčnih režnjev, vključno z večino obeh hipokampusov. Čeprav je bilo epileptičnih napadov manj, je Mola- ison razvil trajno amnezijo. Tako se je lahko spomnil prizorov iz svojega otro- štva, nekaterih dejstev o svojih starših in zgodovinskih dogodkov, ki so se zgodili pred njegovo operacijo, vendar ni mogel oblikovati novih zavestnih spominov. Če je Molaison srečal nekoga, ki je nato zapustil prostor, se v nekaj minu- tah te osebe ali njunega srečanja več ni spomnil. Vse vidike svojega vsakda- njika, kot so pitje, obrok ali sprehod, je izkusil kot prve znova in znova. Kljub temu so njegov intelekt, osebnost in zaznavanje ostali nespremenjeni, hkrati pa je lahko pridobil nove moto- rične spretnosti. Sčasoma je postal bolj spreten pri nalogah, kot je sledenje vzorcem (recimo oblika zvezde) med opazovanjem gibov svoje roke v ogle- dalu, četudi se nikoli ni spomnil, da bi to nalogo opravljal že kdaj prej. Nevroznanstveniki so ga preu- čevali vse do leta 2008, ko je umrl v 82. letu starosti, kar skupaj nanese približno 50 let raziskovanja. Nekatere Molaisonove dobro ohranjene sposob- 32 Spoznanja o možganih | society for neuroscience Učenje, spomin in čustva 4 nosti in določene oviranosti so naka- zale verjetno vlogo hipokampusa in parahipokampalne regije pri pretvorbi kratkoročnih spominov v dolgoročne. To spoznanje je utrlo pot za nadaljnje raziskovanje možganskih omrežij, ki kodirajo zavestne in nezavedne spomine. UČENJE IN SPOMIN Naše razumevanje učenja in spomina še zdaleč ni popolno, vendar pa raziskovalci odkrivajo vedno več novih zanimivih podrobnosti o mehanizmih, omejitvah in arhitekturi oblikovanja spomina, ki nam poma- gajo pri razumevanju teh procesov. Znanstveniki zdaj, delno tudi po zaslugi pacienta H. M., vedo, da me- dialni temporalni reženj, ki vključuje hipokampus in parahipokampalne Obstajajo številne vrste spomina, ki jih obdelajo različne regije možganov. Hipokampus, parahipokam- regije, sodeluje z drugimi regijami palna regija in deli možganske skorje sodelujejo pri ustvarjanju spominov na dejstva in dogodke. Za možganske skorje pri oblikovanju, druge vrste spominov, kot so čustveni ali proceduralni spomini, skrbijo drugi deli možganov, vključno z amigdalo, striatumom in malimi možgani. organiziranju, utrjevanju in priklicu spominov. Možganska skorja, najbolj zunanja plast možganov s štirimi glavnimi režnji (čelni, senčni, zatilni in temenski), obdeluje senzorične infor- macije, kot so voh, okus, vid in zvok. Asociativne regije v skorji (korteksu) potem združujejo te senzorične vnose, kar nam omogoči razumevanje našega okolja in kodiranje spominov. Deklarativni spomin Deklarativni spomin je spomin za e, 2016. dejstva, podatke in dogodke. Takšni oscienc zavestni (eksplicitni) spomini nosijo ime deklarativni spomini, ker lahko infor- nal of Neur macije zavestno prikličemo in opišemo. he Jour. T Delimo jih na semantične in epizodične. Semantični spomini so sestavljeni iz Noguchi, et al dejstev, idej in konceptov, ki smo jih Dentatni girus, del hipokampusa, odgovoren za spomine na dogodke, je eno redkih področij odraslih nabrali o svetu, kot so imena državnih možganov, kjer poteka nevrogeneza. Ta slika mišjega dentatnega girusa prikazuje novonastale celice, prestolnic, definicije besed, razumeva- označene z modro, skupaj s podpornimi glija celicami, označenimi z rdečo, ki bodo mladim nevronom nje računskih operacij in datumi zgo- pomagale pri selitvi do njihove končne destinacije. Nekatere izmed novonastalih celic bodo dozorele in postale različne vrste nevronov v dentatnem girusu, kjer bodo imele pomembno vlogo pri učenju in dovinskih dogodkov. Ta vrsta spomina spominu. society for neuroscience 33 | Spoznanja o možganih 4 Učenje, spomin in čustva vključuje več kortikalnih regij, kar precej nov, so kratkoročni spomini omejeni na imenovane “prostorske celice” (angl. oddaljenih od hipokampusa. Epizodični relativno majhne količine podatkov za place cells) v hipokampusu so aktivne spomini pa so edinstvene predstave o kratek časovni obseg. Ti podatki so sicer med premikanjem ljudi skozi znano osebnih izkušnjah, recimo spominja- dostopni, ko jih obdelujemo in uprav- hišo ali sobo ali med premikanjem pod-nje prizorov, zvokov, časa, prostora in ljamo, vendar pa izginejo že po nekaj gane po znanem labirintu. Raziskovalci čustev, povezanih z izkušnjo. sekundah, če jih ne shranimo v dolgo- so ugotovili tudi, da miši, ki se znajdejo Zanimivo je, da čustveni pomen, ročni spomin. v labirintu, prikazujejo specifična zapo- pripisan spominom na osebne dogodke Nekatere vidike delovnega spo- redja nevronske aktivnosti za zavoje v in izkušnje, hrani in upravlja amigdala. mina usklajuje prefrontalna skorja (angl. desno ali levo. Ti vzorci postajajo bolj Slednja je parna struktura, sestavljena prefrontal cortex - PFC), sprednji del in bolj razločni, ko se živali dodobra iz dveh regij v obliki mandljev (izraz čelnega režnja možganske skorje, ki naučijo potek labirinta. V nekaterih amigdala izhaja iz grške besede za man- prav tako nadzoruje pozornost, odloča- raziskavah zasledimo celo spremembe delj), ki uravnava odzive »boja ali bega«, nje in dolgoročno načrtovanje. Posebna v hipokampusu po učenju zapletenih navigacijskih poti. »Mrežne celice« (angl. grid cells) Z se nahajajo v entorinalnem korteksu, območju blizu hipokampusa. Ne ko- di se, da imajo možgani neomejeno dirajo točno določenih lokacij, temveč zmogljivost za hranjenje dolgoročnih predstavljajo koordinate, ki možga- nom omogočajo, da sledijo položaju spominov, medtem ko so kratkoročni v prostoru brez orientacijskih točk ali zunanjih znakov. spomini omejeni na relativno majhne količine Nedeklarativni spomin podatkov za kratek časovni obseg. Nedeklarativni spomin, znan tudi pod imenom implicitni ali procedu- povezane s preživetjem. Parahipokam- področja PFC upravljajo z informacijami ralni spomin, se shrani in prikliče brez palna regija prav tako pomaga hipo- iz dolgoročnega spomina in usklajujejo zavestnega napora. To vrsto spomina kampusu pri kodiranju komponente delovni spomin iz različnih možganskih uporabljamo med izvajanjem nau-»kaj?« , ki govori o vsebini dogodka ali regij. Funkcijske slikovne preiskave mo- čenih motoričnih spretnosti, kot sta izkušnje epizodnih spominov, namesto žganov izkazujejo, da je PFC še posebej govorjenje ali vožnja s kolesom. Paci-komponent »kje?« ali »kdaj?«. aktivna, ko se osredotočimo na zapom- ent H. M. te vrste spomina ni izgubil, Do sedaj opisana vrsta spomina nitev telefonske številke ali podobnih kar je razvidno iz njegove sposobnosti je dolgoročna oblika deklarativnega dražljajev. Raziskave na živalih kažejo, pridobivanja novih motoričnih veščin, spomina, ki je shranjena v številnih da se nevroni v PFC prožijo v rafalih, s čeprav se tega procesa učenja ni nikoli kortikalnih področjih. H. M. je lahko čemer ohranjajo informacije aktivne v zavestno spomnil. priklical svoje dolgoročne spomine pred delovnem spominu. H. M. te vrste spo- Dejstvo, da H. M. in drugi ljudje z operacijo, ni pa mogel oblikovati novih. mina recimo ni izgubil. amnezijo kažejo pomanjkljivosti pri V nasprotju s tem je delovni spomin Prostorski spomin je še ena vrsta nekaterih vrstah spomina, pri drugih začasna vrsta deklarativnega spomina. deklarativnega spomina. To je bilo ugo- pa ne, nam pove, da so različne vrste Je ena izmed oblik kratkoročnega spo- tovljeno v raziskavah, ki so pokazale, spominov shranjene v ločenih, vendar mina , ki omogoča shranjevanje tele- da so nekatera področja v možganih medsebojno povezanih regijah mož-fonske številke, vsote, vidnih podob ali in celo posamezni nevroni namenjeni ganov. Učenje motoričnih spretnosti drugih podatkov, potrebnih v sedanjosti obdelavi te posebne vrste informacij. recimo vključuje številna področja mo-in bližnji prihodnosti. Medtem ko se zdi, Navigacijski spomini, vključeni v ustvar- žganov, izmed katerih so tri še posebej da imajo možgani neomejeno zmoglji- janje mentalnih zemljevidov, so recimo pomembna: bazalni gangliji (regija, vost za hranjenje dolgoročnih spomi- vezani na posebne vrste nevronov. Tako ki hrani navade), prefrontalni korteks 34 Spoznanja o možganih | society for neuroscience Učenje, spomin in čustva 4 in mali možgani (področje na zadnji živčnih celic in posledično enostav- receptorjev za glutamat, NMDA in strani možganov, ki sodeluje pri nad- nega opazovanja pomemben živalski AMPA (α-amino-3-hidroksi-5-metil-zoru izvajanja gibov in koordinaciji). model za prve nevroznanstvenike, ki -4-izoksazolpropionska kislina), sta so preučevali sinaptično plastičnost. ionska kanala. Ko ti kanali vežejo Shranjevanje spominov v Raziskovalci so v ustreznih živčnih glutamat, omogočijo kalcijevim in na-sinapsah celicah tega organizma identificirali trijevim ionom, da tečejo v notranjost Človeški možgani so kemične in strukturne spremembe, celice. Povečanje števila receptorjev na sposobni oblikovati ki so povezane s preprostimi obli- postsinaptični celici okrepi sinapso, saj spomine in se v odziv na izkušnje tudi kami učenja in spomina. Raziskave omogoči vstop več električno prevod-preoblikovati, saj se takrat v sinapsah na gensko spremenjenih miših pa so nih ionov. dogajajo pomembne spremembe pokazale, da nekatere spremembe v Kalcijevi ioni delujejo tudi kot možganskih vezij. Sinapse so drobne izražanju genov olajšajo oz. omogočijo sekundarni obveščevalci, opredeljeni vrzeli, preko katerih nevroni komunici- dolgoročne spremembe sinaptične kot signalne molekule, ki sprožijo rajo s pomočjo kemičnih in električnih strukture. Geni, ki uravnavajo vrsto verigo molekularnih dogodkov znotraj signalov, njihovo sposobnost preobli- glutamatnega receptorja (N-metil- celic. LTP poveča koncentracijo kalcije-kovanja pa imenujemo sinaptična -d-aspartat oz. NMDA), in molekula, vih ionov v postsinaptični celici, med-plastičnost . Kodiranje novega dolgo- imenovana vezavni protein odzivnega tem ko jo LTD poveča v veliko manjši ročnega spomina vključuje trajne elementa za cAMP oz. molekula CREB, meri. Različne koncentracije kalcija spremembe v številu in obliki sinaps, so še posebej pomembni pri oblikova- potem aktivirajo različne encime: pa tudi v količini sproščenega nju dolgoročnih spominov. proteinske kinaze v primeru LTP ali nevrotransmiterja in številu receptor- Za sinaptično plastičnost sta fosfataze pri LTD. Ti encimi spremenijo jev na postsinaptični membrani. ključna dva nasprotujoča si procesa: sinapso, zaradi česar ta postane bolj Pri prenosu informacij presi- dolgoročna ojačitev (angl. long-term ali manj učinkovita pri posredovanju naptični nevron (pošiljatelj) pretvori potentiation - LTP) in dolgoročna živčnih impulzov. električni signal v sproščanje kemičnih depresija (angl. long-term depression Niz molekularnih dogodkov prenašalcev, imenovanih nevrotran- - LTD). LTP je dolgotrajno povečanje stabilizira sinaptične spremembe smiterji, ki se širijo čez sinaptično sinaptične moči, ki se pojavi v mnogih pri LTP. Povečanje kalcijevih ionov v špranjo do postsinaptičnega nevrona možganskih regijah, predvsem v hipo- postsinaptični celici aktivira molekule (sprejemnik). Membrana postsinap- kampusu; nasprotno pa LTD zmanjša cikličnega adenozin monofosfata tičnih nevronov vsebuje beljakovine, učinkovitost sinapse. Izkušnje tako (cAMP). To posledično aktivira več vrst imenovane receptorji, na katere fizično spremenijo naše možgane prek encimov, izmed katerih nekateri po-se lahko vežejo nevrotransmiterji. LTP, kar se je v številnih raziskavah na večajo število sinaptičnih receptorjev, Njihova vezava na receptorje sproži živalih in ljudeh izkazalo kot bistveno kar naredi sinapso bolj občutljivo za kaskado molekularnih dogodkov, ki za utrjevanje dolgoročnega spomina. nevrotransmiterje. Poleg tega nadalj-pretvorijo sporočilo nazaj v električni Medtem ko so LTP sicer nja stimulacija skozi ponavljajoče se signal. Vezani nevrotransmiterji se zaznali v različnih regijah možga- izkušnje aktivira molekulo, imenovano nato sprostijo z receptorjev, pri čemer nov, so ga najobsežneje preučevali CREB, ki deluje v jedru nevrona in se bodisi reciklirajo nazaj v presinap- v hipokampusu, predelu možganov, »vklopi« vrsto genov, od katerih mnogi tični terminal bodisi encimsko razgra- ki je povezan s kodiranjem novih usmerjajo sintezo beljakovin. Med šte-dijo, kar postsinaptičnim receptorjem spominov. Natančen mehanizem LTP vilnimi proizvedenimi proteini so tudi omogoči sprejem novih signalov iz se razlikuje glede na vrsto nevronov, nevrotrofini, ki spodbujajo rast sinapse presinaptičnega nevrona. vendar na splošno vključuje povečanje in strukturnih elementov, s čimer Znanstveniki so odkrili že ve- števila glutamatnih receptorjev na stabilizirajo povečano občutljivost na liko informacij o preoblikovanju presi- postsinaptičnem nevronu. Glutamat nevrotransmiterje. naptičnih in postsinaptičnih nevronov. je najpogostejši nevrotransmiter v Omenjena molekularna Morski polž (lat. aplysia californica) živčnem sistemu sesalcev in se veže na kaskada je bistvena za to, da spo-je bil zaradi relativno nizkega števila več različnih vrst receptorjev. Razreda mini postanejo dolgoročni. Trenutno society for neuroscience 35 | Spoznanja o možganih 4 Učenje, spomin in čustva e, 2009. oscienc nal of Neur he Jour . T , et al Ross Oksitocin je nevrotransmiter, ki je tesno povezana z občutkom ljubezni. Da bi preučili nekaj tako edinstvenega, kot je ljubezen, raziskovalci pod drobnogled postavljajo možgane prerijskih voluharic, ki z enim partnerjem preživijo vse življenje. Na zgornji sliki lahko, označene s svetlo modro, rdečo in rumeno barvo, zasledimo receptorje za oksitocin. Ob umetnem povečanju števila receptorjev za oksitocin v možganih (desni stolpec) so si samice hitreje izbrale partnerja. veljavna hipoteza pravi, da so deklara- ČUSTVA amigdala, insula ali insularna skorja tivni spomini kodirani v hipokampusu, V čustvenem spominu, ki velja in periakveduktalna sivina, ki se nato pa preneseni v čelni reženj za za eno izmed vrst nedeklara- nahaja v srednjih možganih. Nevroni dolgoročno shranjevanje in utrjeva- tivnega spomina, se naučeni čustveni iz prefrontalnega korteksa, amigdale nje. Raziskave kažejo, da hipokampus odzivi po ponavljajoči se izpostavlje- in insularnega korteksa projicirajo v sčasoma postane manj pomemben za nosti vežejo na dražljaje. V sedemde- periakveduktalno sivino, ki pošilja in-pridobivanje ali priklic starejših spo- setih letih 20. stoletja je antropolog formacije nazaj v osrednje jedro amig-minov, saj to nalogo prevzame čelna Paul Ekman identificiral šest osnovnih dale, hkrati pa pošilja projekcije tudi skorja. čustev: jeza, strah, presenečenje, gnus, v talamus, hipotalamus, možgansko Zaradi novih vpogledov v veselje in žalost. Čeprav si znanstveniki deblo in globoke plasti hrbtenjače. molekularne mehanizme, na katerih dandanes niso enotni glede na- Amigdala združuje čustva, temelji spomin, lahko farmacevtski tančnega števila in lastnosti človeških čustveno vedenje in motivacijo. To in tehnološki napredek morda omo- čustev ter glede skladnosti čustev v pomeni, da interpretira strah, pomaga goči umetno spreminjanje sinaptične različnih kulturah ali celo glede samih razlikovati prijatelje od sovražnikov, plastičnosti. Za motnje, ki so v prvi definicij čustev, so njihove raziskave prepozna družbene nagrade in kako vrsti posledica spremenjenega delo- vseeno povezale nekatera nevronska jih doseči. Zelo poznana vrsta učenja, vanja sinaps, bi lahko tako razvili nova vezja s fiziološkimi odzivi. Ti nam ki je odvisna od amigdale, je klasično zdravljenja, recimo izkoreninili ško- pomagajo preživeti, komunicirati, pogojevanje, ki povezuje dražljaj z dljive spomine, povezane s posttrav- postavljati cilje in sprožiti dejanja. nagrado ali kaznijo. matsko stresno motnjo (PTSM), ali pa Preko insule pride do doživljanja povečali naše sposobnosti učenja in Anatomija čustev gnusa, recimo do močne negativne pomnjenja. Možganske strukture, ki so reakcije na neprijeten vonj, ki lahko najtesneje povezane s čustvi, so posameznike zaščiti pred zaužitjem 36 Spoznanja o možganih | society for neuroscience Učenje, spomin in čustva 4 strupa ali pokvarjene hrane. Insula naj se možgani najstnikov in visoka želja izločanje dopamina zmanjša. Naspro-bi bila vpletena tudi v občutenje in po sprejemanju s strani vrstnikov so tno pa vnaprej pravilno napovedana pričakovanje bolečine, čeprav njena lahko povezani z njihovo večjo tole- nagrada ne izzove sprememb v signa-natančna vloga pri tem ni v celoti ranco do tveganega vedenja. Starejši lizaciji oz. izločanju dopamina. opredeljena. Omenjena struktura odrasli lahko prav tako sprejemajo Nedavne raziskave kažejo, da se sprejema vnose celotnega sistema oz. bolj tvegane odločitve, saj se funkcija dopaminergični odzivi med ljudmi telesa in ustvarja subjektivne občutke PFC s starostjo zmanjšuje. razlikujejo. Možgani nekaterih se o njih. Na ta način povezuje občutke, močneje odzivajo na nagrade kot na notranja fiziološka stanja, socialna Motivacija: dopamin in kazni, medtem ko se drugi močneje čustva in zavestna dejanja. možganska omrežja za odzivajo na kazni. Ugotovitve pričajo Periakveduktalna sivina se nahaja nagrajevanje tudi o vpletenosti amigdale v različ- v regiji, kjer na vhodne senzorične Čeprav razmeroma malo nevro- nih vidikih učenja z nagrajevanjem informacije delujejo višji možganski nov v osrednjem živčnem sistemu in motivacije. Raziskovalci z Univerze centri. Povezana je z zaznavanjem sesalcev proizvaja nevrotransmiter Vanderbilt pa so prav tako ugotovili, bolečine in tudi odzivi na stres, dopamin, ti dopaminergični nevroni da imajo tisti, ki so bolj pripravljeni vključno z obrambnim in reproduk- vseeno vplivajo na več možganskih trdo delati, močnejše signaliziranje tivnim vedenjem, navezanostjo na funkcij. Med drugim tudi na hoteno dopamina v striatumu in prefrontal-mater in tesnobo. V njej so tudi dobro gibanje in številne vedenjske procese, nem korteksu. Obe omenjeni področji zastopani receptorji za snovi, kot sta kot so razpoloženje, nagrajevanje, vplivata na motivacijo in nagrajeva-morfij in oksikodon, ki lahko omilijo zasvojenost, stres in spomin. nje. bolečino. Ko je nekaj zelo nagrajujoče, Medtem ko sistem nagrajevanja obstaja večja možnost zapomnitve. v možganih običajno okrepi vedenje, Motivacija: afektivno odločanje Razlog za to najdemo v vplivu dopa- povezano z nagradami, in prepreči Človeška dejanja narekujejo mina na sinapse tekom celotne poti vedenje, ki vodi v kaznovanje, lahko potrebe, med drugim hranjenje, za procesiranje nagrad (hipokampus, odkloni v zgradbi ali delovanju tega spanje, spolnost, izogibanje bole- amigdala in prefrontalni korteks), nevronskega vezja prispevajo k nep-čini in nagrade, vendar naša dejanja v kateri ustvari čustvene asociacije rimerni agresivnosti. Ta je pogosto niso vedno logična. Čeprav je malo z nagradami. Mezolimbična pot, simptom nekaterih nevropsihiatrič-znanega o tem, kako točno možgani ki je vključena v kognitivno obde- nih motenj. Primer tega je lateralna pretvarjajo občutke v odločitve, so lavo nagrad in motivacije, je recimo habenula, glavno vozlišče v sistemu raziskovalci uspeli razviti teoretične glavna pot za dopamin, ki povezuje nagrajevanja, ki kodira kaznovanje z modele o odločanju. Posebna vrsta ventralno tegmentalno področje zaviranjem sproščanja dopamina. Dis-tega procesa, afektivno odločanje, srednjih možganov (VTA) z nucleusom funkcija tega področja je povezana z vključuje izbire v tveganih in nego- accumbensom. Nevroni, ki sproščajo motnjami, ki vključujejo neustrezno tovih razmerah. Aktualno področje dopamin, se aktivirajo v pričakovanju agresivnost. Tudi amigdala je pove-nevroznanstvenih raziskav preiskuje, nagrade. zana z negativnimi čustvi. Stimulacija kako možgani uravnavajo nagrado Presenetljivo je, da na čustveno nekaterih področij lahko sproži bes in tveganje ter kako čustveno stanje reakcijo najmočneje ne vpliva na- in agresivnost, medtem ko odstrani-vpliva na to ravnovesje. grada sama, temveč pričakovanje tev določenih delov amigdale na- Odločanje, osredotočeno na nagrade. Učenje, povezano z nagra- redi laboratorijske živali bolj krotke. čustva, se s starostjo spreminja. jevanjem, se pojavi kot odziv na Nedavne raziskave na laboratorijskih Stranska prefrontalna skorja (angl. nekaj nepričakovanega, kar zasle- živalih so prav tako pokazale, da je prefrontal cortex, PFC), pomembna pri dimo v situacijah, ko se dejanska lahko agresivnost posledica neustre-samoregulaciji, postopoma dozori pri nagrada razlikuje od predvidene. Če zne aktivacije možganskih sistemov mladostnikih, kar predstavlja najver- je nagrada večja od pričakovane, se za procesiranje nagrade kot odgovor jetnejši razlog za spremembe v prej izločanje dopamina poveča. Če pa je na nasilne socialne dražljaje. omenjenem odločanju. Razvijajoči nagrada manjša od pričakovane, se society for neuroscience 37 | Spoznanja o možganih POGLAVJE 5 Razmišljanje, Od trenutka, ko se zbudimo, so naši možgani preplavljeni z dražljaji: zvok pojočih ptic ali hrumenje tovornjaka, vonj kave, načrtovanje svetloba in toplota sončnih žarkov, ki sijejo skozi okno. Možgani so na srečo izkušeni pri filtriranju te poplave in- formacij in odločanju glede nadaljnjih in jezik odzivov. Je delovni dan ali vikend? Kaj bi teknilo za zajtrk? Kako topel pulover je potreben? Vsakega trenutka se zave- damo, razmišljamo, načrtujemo in se odločamo. Ampak kako razmišljamo? Kaj se dogaja v naših možganih, ko obujamo spomine na zabavo prejšnje noči ali tuhtamo o tem, kaj obleči? Ali lahko ostale živali razmišljajo na isti način kot ljudje? Da lahko razmišljamo, morajo možgani najti smisel glasnega, kaotičnega sveta okoli nas. Prvo sito teh informacij je zaznavanje, ki izvira iz čutov, katerih delovanje je opisano v 2. poglavju. Naslednji korak je inter- pretacija teh zaznav, ki jih možgani primerjajo s spomini preteklih izkušenj in opazovanj. Gradnja predstav Začetne predstave o ljudeh, krajih, predmetih in dogodkih, ki jih gradijo naši možgani, so dokaj prep- roste, saj je količina podatkov, ki jih lahko shranimo v kratkoročni spomin, omejena. Da lahko možgani osmislijo te hitro bežeče dogodke, se zanašajo na svoje zapleteno omrežje povezav, zgrajenih na podlagi prejšnjih izkušenj. Te povezave omogočajo možganom predelovanje vseh teh različnih zaznav. Na primer, tako lahko naši možgani prepoznajo psa, čeprav je ta drugačne pasme in barve kot psi, ki smo jih videli v preteklosti. Kolo prepoznamo kot kolo, čeprav je viden le del kolesa in ne celotno. Gradnja teh zaznav se zanaša Razmišljanje, načrtovanje in jezik 5 na semantični spomin, obliko deklara- mivalno korito … O! Tole bi lahko bilo in zaznave zgrajene s povezovanjem tivnega spomina, ki vključuje splošna pomivalno korito … Tudi to je pomi- informacij iz preprostejših vnosov. Pri-dejstva in podatke. Znanstveniki šele valno korito«, preden je končno našel mer takšne organizacije je način, kako začenjajo razumeti naravo in organiza- pravo pomivalno korito in napolnil možgani predstavijo besede. Področja, cijo področij možganske skorje, ki so kozarec z vodo. V osupljivem nasprotju ki obdelujejo besede, so zadajšnji te-vključena v semantični spomin. Razi- pa je zlahka prepoznal predmete, ko je menski reženj, deli senčnega režnja in skave kažejo, da so posebna omrežja zaprl oči in se jih dotikal. Prepoznal je področja v prefrontalni skorji. Skupaj možganske skorje specializirana za tudi stvari, ki jih je slišal, kot je recimo ta področja tvorijo semantični sistem, predelavo določenih tipov informacij, petelinov »ki-kiri-ki«. konstelacijo, ki se na besede odziva kot so živali, obrazi, orodja in besede. Raziskovalci so tako zaklju- močneje kot na druge zvoke ter celo Posnetki električne aktivnosti čili, da so možganske kapi prizadele močneje na naravni kot na umetno posameznih možganskih celic po- D. B. O.-jeve možgane na način, ki je proizveden govor. Semantični sistem kažejo, da se točno določene celice onemogočal prenos vidnih zaznav do zavzema precej velik del človeških vzdražijo, ko nekdo pogleda fotografijo sprednjega dela senčnih režnjev, kjer možganov, še posebej v primerjavi z specifične osebe, toda te iste celice poteka semantična obdelava podat- možgani ostalih primatov. Ta razlika se ne aktivirajo ob pogledu na drugo kov. Zaradi tega ni mogel imenovati lahko pojasni človekovo edinstveno osebo, žival ali predmet. Delovanje predmetov, ki jih je videl, lahko pa jih je sposobnost govora. t. i. »konceptnih celic« se dopolnjuje, imenoval, če se jih je dotaknil. Ločena področja znotraj tega saj so celice, udeležene pri kodiranju sistema kodirajo predstave konkretnih koncepta igle, nitke, šivanja in gumba, Področna specializacija in ali abstraktnih konceptov, glagolov med seboj lahko povezane. Te celice organizacija ali družbenih informacij. Besede, ki in njihove povezave tvorijo osnovo Strokovnjaki so se s pomočjo so med seboj povezane, kot recimo semantičnega spomina. ljudi, kot je D.B.O., naučili, da lahko »mesec« in »teden«, aktivirajo ista pod- Konceptne celice se nahajajo v poškodbe določenih delov senčnih ročja, medtem ko nepovezane besede, senčnem režnju možganov, področju, režnjev vodijo v težave pri prepozna- kot sta »mesec« in »visoko«, aktivirajo specializiranem za prepoznavo pred- vanju in identifikaciji vidnih zaznav. To različne regije možganov. Izsledki metov. Velik napredek pri razumevanju stanje, imenovano agnozija, se lahko številnih raziskav, kjer so znanstveniki delovanja spomina je omogočilo tudi pojavi v več oblikah, odvisno od točne uporabljali funkcijsko magnetnore-preučevanje bolnika H. M., moškega lokacije poškodbe možganov. sonančno slikanje (fMRI) za meritve s hudo amnezijo, ki je že bil omenjen Eno od teh področij je fuzifor- možganske aktivnosti ob odzivu na v 4. poglavju. Preučevanje bolnikov z mna obrazna regija (FOR). Nahaja se besede, so izkazali obsežnejše akti-drugačnimi vzorci možganskih okvar na spodnji strani senčnih režnjev in je vacije v levi kot pa v desni možganski je omogočilo boljše razumevanje tudi odgovorna za prepoznavo obrazov. Ta polobli. Ko pa so besede predsta-drugih procesov, kot sta govor in miš- poseben del možganov se močneje vljene kot del zgodbe, sprožijo s fMRI ljenje. odziva na slike z obrazi, kot pa na slike zaznano aktivnost v obeh poloblah. Vzemimo recimo primer gos- brez obrazov. Obojestranska poškodba Pisani jezik vključuje dodatna poda D. B. O., 72-letnika, ki je utrpel več tega dela možganov ima za posledico možganska področja. Območje vizu-možganskih kapi. Preizkusi so pokazali, prozopagnozijo ali »obrazno slepoto«. alnih besednih oblik v fuziformnem da je D. B. O. z vidom prepoznal le Podobno tej regiji je blizu ležeče girusu prepoznava napisane črke in enega od 20 različnih vsakodnevnih področje, ki se odziva na specifične besede, kar je skupno možganom predmetov. Prav tako je s težavo sledil lokacije, kot so slike stavb ali določeni govorcev različnih jezikov. Raziskave navodilu, naj vzame kozarec in ga prizori. Druga področja so aktivirana kažejo povezave med tem področjem napolni z vodo iz pipe nad pomivalnim samo ob pogledu na določene pred- in področjem možganov, ki predeluje koritom. K več različnim predmetom, mete, dele telesa ali zaporedja črk. vidne informacije, kar predstavlja recimo mikrovalovni pečici, vrču, Znotraj teh možganskih most, ki daje smisel pisanemu jeziku. smetnjaku, zvitku papirnatih brisač, je področij so informacije organizirane Prav tako obstajajo specifična pod-pristopil z istimi besedami: »To je po- hierarhično, saj so zapletene veščine ročja, ki dajejo pomen številkam. Pri society for neuroscience 39 | Spoznanja o možganih 5 Razmišljanje, načrtovanje in jezik oblikovanju teh predstav sodeluje te- menski reženj, ki prejema informacije iz zatilno-senčne možganske skorje, področja, pomembnega za vidne zaznave in branje. Ta področja sodelu- jejo pri identifikaciji oblike napisanega števila in povezavi le-tega z njegovim konceptom, ki pa je lahko širok; število 3 je lahko pripisano skupini predme- tov, konceptu tria ali ritmu valčka. Tako so možgani skozi izgradnjo hierarhičnih in med seboj d.nz. .mc povezanih predstav različnih kon- James ceptov sposobni graditi pomen. Vse Jezik je zapletena kognitivna sposobnost, ki vključuje več področij možganov. Modro področje na sliki te zmožnosti so odvisne od nemote- je Brocovo področje, ki je ključno za tvorjenje govora. Zeleno področje je Wernickejevo področje, ki je odgovorno za razumevanje govora drugih. Te dve področji in mnoga druga delujejo v tandemu pri nega in učinkovitega pridobivanja ter različnih tipih komunikacije. upravljanja semantičnega znanja. omogočile boljše razumevanje živčne govora. Gre za bolezensko stanje, ki ga OBDELOVANJE JEZIKA osnove jezika. danes imenujemo Wernickejeva afazija Sredi 19. stoletja v Franciji je Brocova afazija se imenuje ali »tekoča« afazija. Posamezniki s te-bil v predmestno bolnišnico tudi »netekoča« afazija, ker je tvorjenje kočo afazijo so sposobni razumevanja Bicêtre na jugu Pariza sprejet mlad govora okvarjeno, razumevanje pa je kratkih posameznih besed in njihov moški po imenu Louis Victor Lebor- povečini ohranjeno. Poškodba leve govor lahko zveni normalen po tonu gne. Začuda je bila edina beseda, ki jo poloble možganov lahko povzroči in hitrosti, vendar je prežet s pogos-je lahko izgovoril, en sam zlog: »Tan«. V netekoče afazije, kjer je govor počasen timi napakami v izbiri glasov in besed, zadnjih dneh svojega življenja pa je in opotekajoč, zahteva veliko napora, kar ga naredi popolnoma nerazumlji-Leborgne spoznal zdravnika po imenu zapletene besede ali stavčne strukture vega. Pierre Paul Broca. Pogovori z mladim pa so pogosto odsotne. Kljub temu Še ena oblika afazije se gospodom, ki ga svet nevroznanosti da je njihov govor prizadet, pa ljudje imenuje »čista besedna slepota«, ki jo pozna pod imenom Bolnik Tan, so z netekočo afazijo še vedno razumejo povzroča poškodba gornjega dela te-vodili v Brocovo razumevanje, da je govorjeni jezik, čeprav je lahko njihovo menskega režnja v obeh možganskih Leborgne lahko razumel govor drugih razumevanje zapletenih povedi okr- poloblah. Bolniki s to motnjo sploh in se tudi odzival po svojih najboljših njeno. niso sposobni razumevanja slišanega močeh, toda beseda »tan« je bila Kmalu za tem, ko je Broca ob- govora na kateremkoli nivoju, vendar edina, ki jo je bil zmožen izustiti. javil svoje izsledke, je nemški zdravnik niso gluhi. Slišijo govor, glasbo in Po Leborgnejevi smrti je Broca Carl Wernicke pisal o 59-letni ženski, druge zvoke ter lahko zaznajo ton go- izvedel obdukcijo in tako našel veliko imenovani S. A., ki je izgubila zmo- vora, čustveno konotacijo in celo spol poškodovano področje v čelnem žnost razumevanja govora. govorca. Niso pa sposobni narediti režnju možganov. Od takrat je bilo V nasprotju z Leborgnejem je povezave med besedami in njihovim dokazano, da so poškodbe določe- S. A. lahko govorila tekoče, njene izjave pomenom (vseeno pa popolnoma nih področij leve poloble možganov pa so bile brez smisla. Na vprašanja je normalno razumejo pisani jezik, ker povezane s specifičnimi jezikovnimi dajala absurdne odgovore, uporabljala vidne informacije zaobidejo poškodo-motnjami ali afazijami. Del čelnega je izmišljene besede in imela težave s vano področje, udeleženo pri razume-režnja, kjer se je nahajala poškodba poimenovanjem poznanih predmetov. vanju slišanega v temenskem režnju). v Leborgnejevih možganih, pa se še Po njeni smrti je Wernicke ugotovil, da Čeprav sta Broca in Wernicke danes imenuje Brocovo področje in je je imela poškodbo levega temenskega s svojim delom poudarila vlogo leve ključen del možganov za produkcijo režnja. Ta je povzročila njene težave pri poloble pri sposobnosti govora in govora. Dodatne raziskave afazij so razumevanju, ne pa tudi pri tvorjenju jezikovnega izražanja, znanstveniki 40 Spoznanja o možganih | society for neuroscience Razmišljanje, načrtovanje in jezik 5 danes vedo, da prepoznavanje zvokov mutacij pri pticah, ki vplivajo na nji- senzorično-motorične zanke, po-govora in posameznih besed vklju- hovo petje. Tako kot se človeški otroci vezane z govorom, ki se nahajajo v čuje tako levo kot desno poloblo. naučijo jezika med določenim razvoj- levem zadajšnjem senčnem režnju. Te Kljub temu pa je tvorjenje zaplete- nim obdobjem, se tudi ptičji mladiči naj bi pomagale pri komunikaciji med nega govora močno odvisno od leve naučijo vzorcev petja z oponašanjem sistemi, zadolženimi za prepoznavanje poloble, vključno s čelnim režnjem in petja svojih staršev ali starejših ptic. govora, in sistemi za tvorjenje go-zadajšnjimi področji temenskega re- Tako kot govor dojenčkov, je tudi vora. Ta tokokrog je vključen v razvoj žnja. Ta področja so ključna pri izboru učenje petja pri pticah odvisno od govora in verjetno podpira govorni pravilnih besed in govorjenih zvokov. sposobnosti mladih ptic, da slišijo kratkoročni spomin. Branje in pisanje zahtevata svoje poskuse oponašanja odraslih. vključevanje dodatnih možganskih Zanimivo je, da so raziskave pokazale, KOGNICIJA IN IZVRŠILNE FUNK-področij – teh, ki nadzorujejo vid in da mutacija gena FOXP2 pri pticah CIJE gibanje. Prej je bilo omenjeno, da povzroči motnje v razvoju ptičjega Izvršilne funkcije razumevanje napisanih besed zahteva petja, podobno kot pri ljudeh povzroči Eni izmed najbolj zapletenih povezavo med področji možganov, ki motnje govora. procesov v možganih potekajo so odgovorna za procesiranje jezika, in Slikovne raziskave so poka- v prefrontalni skorji (angl. prefrontal področij, ki procesirajo vidne zaznave. zale, da lahko motnje gena FOXP2 cortex - PFC) – sprednjem delu čelnega V primeru branja in pisanja sodelujejo močno vplivajo na prenos informacij režnja možganske skorje. PFC sodi številna področja, ki so vključena tudi v dorzalnem striatumu, delu bazalnih med najdlje razvijajoča se področja v razumevanje in tvorbo govora, do- ganglijev, ki se nahaja globoko v not- možganov, saj doseže končno zrelost datno pa so vključena tudi področja, ranjosti možganov. Posebni nevroni šele v odraslosti. To je eden izmed ki so pomembna za vidno zaznavanje, v dorzalnem striatumu izražajo velike razlogov, zakaj otroški možgani kar omogoča analizo oblik črk in be- količine produkta gena FOXP2. Muta- delujejo drugače kot možgani odra-sed, ter področja, ki so odgovorna za cije tega gena motijo pretok informacij slih. Predelovanje informacij v tem gibanje rok. skozi striatum in povzročijo napake delu možganov se imenuje izvršilno govora. Te najdbe izkazujejo pomen funkcioniranje (angl. executive functio- Nova spoznanja v raziskovanju gena FOXP2 pri uravnavanju prenosa ning). Tako kot direktor podjetja tudi jezika informacij med možganskimi regi- PFC nadzoruje vse, kar možgani Čeprav je naše razu- jami, ki sodelujejo pri izvajanju gibov počnejo, sprejema čutne in čustvene mevanje procesiranja in regijami zadolženimi za tvorbo informacije ter na podlagi teh načrtuje jezika v možganih še vedno nepo- govora. Možno je, da so spremembe in izvede odločitve ter dejanja. polno, so nedavne molekularno v nukleotidnem zaporedju tega gena Specifični deli PFC podpirajo genetske raziskave podedovanih pomembno vplivale na razvoj sposob- izvršilne funkcije, kot so izbiranje, po-motenj govora podale veliko novih nosti govora pri ljudeh, kar bi lahko navljanje in nadzorovanje informacij, spoznanj. Eden izmed genov, ki so razložilo tudi, zakaj ljudje govorimo, priklicanih iz dolgoročnega spomina. povezani z jezikom, je FOXP2. Ta gen šimpanzi pa ne. Da lahko izvaja te funkcije, PFC sode-kodira poseben protein, ki sproži ali Funkcijsko slikanje je prav luje z ogromnimi mrežami zadajšnjih zavre izražanje ostalih genov v tako pomagalo prepoznati možganske področij možganske skorje, ki obrav-določenih delih možganov. Redke strukture, za katere se prej ni vedelo, navajo specifične tipe informacij – na mutacije v FOXP2 genu imajo za da so pomembne za jezik. Tako so primer vidne predstave, zvoke, besede posledico težave s premikanjem ust in na primer deli srednjih in spodnjih in prostorske lokacije dogodkov. čeljusti pri govorjenju. Ta okvara je senčnih režnjev vključeni v prepo- Čeprav so izvršilne funkcije povezana tudi s težavami z govorje- znavanje pomena besed. Sprednji del najizraziteje razvite pri ljudeh, jih izka-nim in pisanim jezikom. senčnih režnjev je trenutno predmet zujejo tudi druge živali. Raziskave na Presenetljivo je, da je mnogo intenzivnih raziskav, saj bi to lahko bil nečloveških primatih so pokazale, da novih spoznanj na področju človeš- del možganov, ki je vključen v razu- nevroni v PFC zadržijo informacijo ak-kega govora prišlo iz raziskovanja mevanje govora na stopnji stavkov. tivno (ali »v mislih«), dokler žival izvaja vpliva različnih, načrtno povzročenih Nedavne raziskave so pokazale tudi dejanje, odvisno od te informacije. To society for neuroscience 41 | Spoznanja o možganih 5 Razmišljanje, načrtovanje in jezik okolišnji pogoji to zahtevajo. Tak primer je naloga razvrščanja kart, kjer es of Health. morajo ljudje ugotoviti (preko izpra- nstitut ševalčevega preprostega odgovora tional I z da ali ne), kdaj je treba preklopiti s , Na sortiranja po enem pravilu, recimo po ders barvi, na sortiranje po drugem pravilu, tion Disor recimo po številu. Ljudje z okvarami ommunica PFC imajo velike težave s to nalogo in ther C ponavadi nadaljujejo s sortiranjem po prvem pravilu. Sposobnost uspešnega eafness and O preklapljanja se pri otrocih razvija tudi e on D v obdobju mladostništva. Zdi se, da se nstitut predšolski otroci uspešno prilagodijo tional I na preproste spremembe pravil raz- Na Znanstveniki lahko opazujejo možgansko aktivnost, ki tvori osnovo naprednejšim kognitivnim funk- vrščanja kart, kasneje v razvoju pa se cijam, kot je ustvarjalnost. Na tej sliki je prikaz meritve aktivnosti v možganih jazz glasbenikov med lahko prilagodijo tudi nepričakovanim improvizacijo. To je znanstvenikom dalo namig, katere možganske regije so povezane z ustvarjalnim spremembam pri čedalje bolj zaple- razmišljanjem. tenih nalogah. Vedenjske in fiziološke je analogno delovnemu spominu pri nost zadrževanja ukaza v mislih med mere kažejo, da je sposobnost nadzora ljudeh, ki je oblika izvršilnih funkcij. odločanjem, katero dejanje izvesti nad lastnimi napakami očitna med O izvršilnih funkcijah lahko raz- (v primeru igre z roko je to poka- adolescenco. Približno na polovici mišljamo kot o skupku treh bistvenih zati nasprotno od demonstratorja). mladostniške dobe je sposobnost pri-veščin: inhibicije, delovnega spomina Ob novih izkušnjah informacije na lagajanja bolj zapletenim menjavam in preklapljanja. Inhibicija je spo- začetku vstopijo v delovni spomin, ki pravil igre enakovredna sposobnostim sobnost zaviranja vedenj ali dejanj, je prehodna oblika deklarativnega ali odraslega. Takšno prilagajanje zahteva ko so ta neprimerna, kot je recimo zavednega spomina. Delovni spomin hkratno sodelovanje med več kogni-glasno kričanje nekoga v občinstvu je odvisen od PFC in temenskega tivnimi procesi, zato gre najverjetneje ali v učilnici. Celo malčki kažejo sledi režnja. Omogoča sposobnost zadrže- za sodelovanje več področij PFC. razvijajoče se sposobnosti inhibicije, vanja in uporabe informacij v kratkem Napredek izvršilnih funkcij je po-kar je vidno iz njihove sposobnosti za- časovnem obdobju brez zunanje stopen in očitnejši pri mlajših otrocih. držati se (čeprav za kratek čas), preden pomoči ali namigov, kot je na primer Čeprav je PFC glavni del omrežja, pojedo posladek pred sabo. Do vstopa pomnjenje telefonske številke brez zadolženega za izvršilno funkcionira-v prvi razred se lahko otroci spopadejo zapisovanja. Večina ljudi je sposobna nje, je v njem udeleženih tudi veliko z bolj zahtevnimi nalogami inhibicije, kratkotrajnega pomnjenja in recitacije drugih področij možganov. Zanimivo ko je »Lucijina igra z roko«. Pri tej igri je nekega zaporedja števil ali besed skozi je, da s funkcijskim slikanjem zaznana otrokom rečeno, naj naredijo pest, ko kratek čas, če pa jih nekaj zamoti ali stopnja aktivnosti PFC, ki naj bi bila jim nekdo pokaže prst, in naj poka- pa je čas, ki je pretekel od pomnjenja, povezana z izvršilnimi funkcijami, z žejo prst, ko jim nekdo pokaže pest. daljši od nekaj minut ali ur, to informa- odraščanjem upada, kar raziskovalci Ta test, ki zahteva inhibicijo njihove cijo najverjetneje pozabijo. To izkazuje pripisujejo naraščajoči usklajenosti bolj avtomatične imitacije odraslih, je kratkoživost delovnega spomina, ki za in učinkovitosti udeleženih živčnih zelo zahteven za triletnike, medtem ko svoje vzdrževanje potrebuje aktivno omrežij. štiriletniki ta test izvedejo veliko bolje. ponavljanje in zavestno osredotoča-Tekom odraščanja ljudje postajajo nje. Sprejemanje odločitev vedno bolj vešči inhibicije. Tretji ključni del izvršilnega Temeljne veščine izvršilnih Poleg inhibicije pa se igra roke funkcioniranja je preklapljanje ali funkcij – inhibicija, delovni in ostale podobne naloge zanašajo kognitivna fleksibilnost, ki omogoča spomin in preklapljanje – predstavljajo tudi na delovni spomin. To je sposob- prilagoditve tekočega vedenja, ko osnovo ostalim veščinam. Ena izmed 42 Spoznanja o možganih | society for neuroscience Razmišljanje, načrtovanje in jezik 5 teh je sprejemanje odločitev, ki od nagrado ali kazen. Omenjeno podro- opredeliti, katera področja možganov človeka terja tehtanje koristi, razume- čje naj bi bilo prav tako povezano z so pri tem najbolj aktivna. vanje pravil, načrtovanje prihodnosti zasvojenostjo in družbenim vedenjem. Več različnih področij v sre-in predvidevanje izida teh odločitev. dnjem delu prefrontalnega korteksa Vsak dan sprejmemo veliko Družbena nevroznanost sodeluje pri našem ustvarjanju mnenja različnih odločitev. Nekatere od teh Ljudje, kot tudi mnoge druge o sebi in drugih. Poleg tega pa se zdi, sprejmemo primarno z logičnim skle- živali, smo zelo družabna bitja. da je specifično področje na meji med panjem, kot je na primer primerjanje Posledično je velik del človeških senčnim in temenskim režnjem – senč-voznih redov avtobusov ali vlakov, da možganov udeležen pri obdelovanju no-temenski stik (STS), aktivno le, ko bi kar se da hitro prispeli k prijatelju informacij o drugih ljudeh. Družbena opazujemo druge (in ne sebe). STS je na obisk. Spet druge odločitve nosijo nevroznanost se nanaša na raziskova- aktiviran tudi med opazovanjem tujih pomembne čustvene posledice, na nje živčnih funkcij, ki so odgovorne za dejanj, ki se zdijo v nasprotju z njiho-primer odločitev o tem, ali sprejmemo medčloveške odnose, kot so prepo- vimi nameni, ali dejanj, katerih namen ponujeno cigareto od osebe, na znavanje namenov socialnih dejanj, je zavajanje. katero želimo narediti vtis – želja po razumevanje družbenih pravil, izbira- Razširjena, čeprav kontro-odobravanju lahko odtehta razumne nje družbeno primernih odzivov ter verzna teorija družbene kognicije pomisleke o škodljivosti cigaret. To je razumevanje sebe in drugih. Zadnji se osredotoča na odkritje »zrcalnih primer afektivnega sprejemanja odlo- naveden proces je poznan kot »menta- nevronov«. V 90. letih prejšnjega čitev (4. poglavje). lizacija« - dajanje smisla svojim lastnim stoletja so raziskovalci odkrili nevrone Oba tipa sprejemanja od- mislim in mislim drugih. Srednji del v motorični skorji opic rezus makaki, ki ločitev vključujeta PFC. Aktivnost v PFC-ja in nekateri deli stranskega dela so bili bolj aktivni samo ob določenih stranskem delu PFC-ja je še posebej PFC-ja so močno povezani s navede- dejanjih opic. Presenetilo jih je spozna-pomembna pri premagovanju čustve- nimi veščinami. nje, da so bili isti nevroni aktivni tudi, nih odzivov ob sprejemanju odločitev. Mentalizacija predstavlja če je žival zgolj opazovala drugo opico Zdi se, da močne povezave stran- osnovo nekaterim od najbolj za- ali osebo, ki je izvajala isto dejanje. Te skega področja PFC-ja z možganskimi pletenih in navdušujočih miselnih najdbe so spodbudile domnevo, da so področji, povezanimi z motivacijo in zmožnosti. Te vključujejo empatijo zrcalni nevroni osnova naše sposob-čustvi, kot sta amigdala in nucleus in »teorijo uma«, kar je razumevanje nosti razumevanja dejanj ostalih. Do-accumbens, omogočajo nadzor nad miselnega stanja ostalih in razlogov datne raziskave so razkrile, da takšni čustvenimi in nepremišljenimi odzivi. za njihova dejanja. Do nedavnega je nevroni obstajajo tudi pri ljudeh, in to Tako je na primer funkcijsko slikanje raziskovanje dajalo le malo poudarka celo v širših možganskih omrežjih. stranskega dela PFC pokazalo, da je družbenim in čustvenim zmožnostim, Zrcalni nevroni so tako proni-to področje bolj aktivno, ko ljudje za- potrebnim za delovanje teh višjih mi- cali v popularne medije. Kljub temu pa vrnejo majhno nagrado, ki bi jo dobili selnih funkcij, dandanes pa so tovrstna je bila v desetletju od njihovega odkri-takoj, v zameno za večjo nagrado, ki jo vprašanja deležna večje pozornosti tja njihova vloga v družbeni kogniciji lahko dobijo v prihodnosti. To mož- raziskovalcev. postavljena pod vprašaj – precejšnje gansko področje dozori med zadnjimi, Najbolj očiten način, preko število znanstvenikov namreč meni, ponavadi šele v poznih dvajsetih letih, katerega razumemo miselno stanje da je le malo neposrednih izsledkov, ki kar pojasnjuje, zakaj imajo najstniki ostalih, je opazovanje njihovih dejanj. bi podpirali predvideno vlogo zrcalnih težave z nadziranjem svojih čustev in To od možganov zahteva sposobnost nevronov pri teoriji misli, mentalizaciji impulzov. videnja in prepoznave premikov ter in empatiji. Orbitofrontalna možganska obrazne mimike drugih ljudi, kar omo- Raziskovalci še vedno razisku- skorja, področje, ki se nahaja takoj goča sklepanje o čustvih in nagibih v jejo zrcalne nevrone, pa tudi druge za očmi, naj bi bilo pomembno za ozadju. Funkcijsko slikanje možganov mehanizme, ki nam omogočajo razu-afektivno sprejemanje odločitev, še udeležencev, ki so gledali videopo- mevanje in sočustvovanje z drugimi. posebej v situacijah, ki vključujejo snetke drugih ljudi, je pomagalo society for neuroscience 43 | Spoznanja o možganih POGLAVJE 6 Razvijajoči se Nevroni se razvijejo skozi obču-tljive in skrbno koreografirane procese, ki se dogajajo med rastjo zarodka. Signalne molekule »ak- možgani tivirajo« določene gene in »ugasnejo« druge, kar sproži nastanek nezrelih živčnih celic. Med naslednjo fazo - celično delitvijo, imenovano tudi pro- liferacija - se število nevronov zgodnje faze poveča za milijarde. Naposled skozi migracijo novonastali nevroni potujejo do svojih končnih destinacij. Živčni sistem, oblikovan s temi procesi, je aktiven skozi celo življenje. Ustvarja nove povezave in izboljšuje načine pošiljanja in sprejemanja sporočil. V tem poglavju se bomo naučili nekaj o neverjetnem zgodnjem razvoju našega nenehno spreminjajočega se živčnega sistema. POTOVANJE ŽIVČNIH CELIC Oblikovanje in sprožitev Med najzgodnejšimi fazami razvoja zarodka se pojavijo trije sloji - ektoderm (najbolj zunanji sloj), mezoderm (srednji sloj) in endoderm (najbolj notranji sloj). Čeprav celice v vseh treh slojih vsebujejo identična navodila DNK za razvoj, iz teh slojev v končni fazi nastane bogata raznoli- kost tkivnih tipov, ki gradijo človeško telo. Razlaga za to raznolikost leži v signalih, ki jih sproščajo okoliška tkiva. Ti signali prižgejo določene gene in ugasnejo druge ter tako sprožijo ra- zvoj različnih celičnih tipov. Signali ce- lic iz mezoderma spodbudijo nekatere izmed celic ektoderma v smeri razvoja živčnega tkiva - ta proces imenujemo živčna indukcija. Medsebojni vplivi ka- snejših signalov prispevajo k usmeritvi celic v razvoj bodisi nevronov bodisi glije (podpornih celic), naknadno pa še v podtipe obeh celičnih tipov. Usoda razvijajoče se celice je določena predvsem z njeno odda- 44 Spoznanja o možganih | society for neuroscience Razvijajoči se možgani 6 Možgani se pri človeškem zarodku začnejo razvijati okoli tretjega tedna nosečnosti. Prva stopnja je nevralna cev, ki je prikazana na levi strani. V četrtem tednu so prepoznavni posamezni deli možganov. Po šestih mesecih so vidne možganske vijuge. ljenostjo od različnih virov signalnih nastanejo iz precej majhnega zbira celic. Nevrogeneza je tako v odraslosti molekul. Koncentracija različnih vrst živčnih matičnih in izvornih celic. Te omejena na samo nekaj področij signalnih molekul pada z oddalje- celice se lahko delijo in iz njih lahko možganov, npr. področja, povezana s nostjo od njenega vira, kar vzpostavi nastanejo raznoliki tipi zrelih celic. spominom. v možganih gradiente. Na primer, po- Preden dosežejo svojo usodo zrelih Znanstveniki domnevajo, sebna signalna molekula, imenovana celic, gredo celice iz tega zbira skozi da so okvare proteinov, ki povzročijo sonic hedgehog (sln. ježek Sonic), se zaporedje delitev, kar pomeni da prezgodnji preklop iz simetričnih izloča iz mezodermalnega tkiva, ki leži narašča število celic, ki v končni fazi v asimetrične delitve, možen vzrok pod razvijajočo se hrbtenjačo. Bližnje gradijo možgane. Zgodnje delitve so mikrocefalije. Ta motnja, za katero je živčne celice, ki so izpostavljene temu simetrične - rezultat delitve sta dve značilno hudo zmanjšanje velikosti signalu, se pretvorijo v poseben razred enaki sestrski celici, ki se lahko naprej možganov, je povezana z resnimi celic glije. Celice, ki so bolj oddaljene delita. Z napredovanjem teh delitev pa nevrološkimi nezmožnostmi in včasih in so izpostavljene nižjim koncentraci- se začnejo celice deliti asimetrično. smrtjo v zgodnjem otroštvu. Podobno jam proteina sonic hedgehog, posta- Nastane samo ena hčerinska celica, ki prekomerna proliferacija možgan-nejo motorični nevroni, ki nadzorujejo se naprej deli, in druga, iz katere skih celic vodi v motnjo, imenovano gibanje mišic. Še nižja koncentracija nastanejo živčne ali glijalne celice megalencefalija, pri kateri so možgani proteina vzpodbuja razvoj internevro- (točna zaporedja in končne usode so prekomerno veliki in težki, ki je prav nov, ki ne prenašajo sporočil mišicam, pri različnih vrstah različne). tako povezana z različnimi zapleti v temveč ostalim nevronom. Zanimivo Proces celične delitve (pro- nevrološkem razvoju. je, da je mehanizem tega molekular- liferacija) botruje hitremu porastu nega signaliziranja zelo podoben celo celokupnega števila celic v zgodnjem Migracija pri tako različnih vrstah, kot so muhe razvoju možganov, saj jih zgolj v nekaj Po nevralni indukciji in proliferaciji in ljudje. tednih nastane več milijard. Ko je to novi nevroni potujejo iz notranjosti za- zaporedje delitev končano, ostane v rodkovih možganov do svojih končnih Proliferacija možganih samo še majhna skupina destinacij v možganih. Temu procesu Živčne celice v možganih živčnih matičnih in progenitorskih pravimo migracija in se začne tri do society for neuroscience 45 | Spoznanja o možganih 6 Razvijajoči se možgani van proces, na katerega lahko vpliva veliko različnih dejavnikov. Na primer, izpostavljenost alkoholu, kokainu ali sevanju, ki ima za posledico napačne končne lokacije celic, kar lahko vodi v intelektualne manjzmožnosti ali epi- lepsijo. Poleg tega pa so lahko muta- cije v genih, ki nadzorujejo migracijo, prav tako vzrok redkih dednih oblik in- telektualne nezmožnosti in epilepsije pri ljudeh. e, 2016 Nastajanje povezav Ko nevroni dosežejo oscienc svoje končne destina- nal of Neur cije, začnejo vzpostavljati povezave, he Jour od katerih so odvisne sposobnosti, kot . T sta vid in sluh. Občutljivost razvijajočih , et al se možganov na zunanje vplive po le ink W rojstvu le še narašča. Na nastanek Novi nevroni, tukaj prikazani pri miši, tekom življenja nastajajo v določenem področju hipokampusa, povezav med nevroni lahko vpliva imenovanem dentatni girus, ki igra pomembno vlogo pri ločevanju med vzorci oziroma sposobnosti ločevanja med zelo podobnimi spomini. marsikaj: od opazovanja vrtečih se igrač nad zibko in poslušanja govora štiri tedne po spočetju. Ektoderm Nevroni migrirajo do svojih končnih do primernosti prehrane. začne takrat postajati debelejši, zlasti destinacij pod vplivom različnih vodil- Nevroni se povežejo preko vzdolž zarodkove središčnice. Z nadalj- nih signalov. svojih kratkih vej, imenovanih njo delitvijo celic začne rasti ploska Najbolj pogost mehanizem dendriti, in dolgih aksonov. To sta nevralna plošča, iz katere se vzdolž vodenja, ki je zadolžen za približno dva tipa izrastkov, ki se širijo iz telesa središčnice oblikujeta dva nevralna 90 % migracij nevronov pri ljudeh, so (some) nevrona. Aksoni ustvarjajo grebena. Grebena se širita iz smeri radialne glija celice, katerih izrastki in prenašajo signale ostalim nevro-»glave«, kjer se bodo oblikovali bodoči se žarkasto širijo iz intermediarne nom, dendriti pa sprejemajo signale možgani, po dolžini zarodka, kjer se cone do (bodoče) možganske skorje. iz aksonov, s katerimi se stikajo. Da razvije bodoča hrbtenjača. V sledečih Nevroni uporabijo glija celice kot dosežejo svoj cilj, aksoni prepotujejo dnevih se približujeta drug drugemu oporo in vodilo, ob katerem potujejo razdalje, ki so veliko daljše kot premer in ob stiku se oblikuje votla nevralna do svoje končne destinacije. Ta proces telesa celice, iz katere izhajajo. Veliko cev. Sprednji del cevi se zadebeli v tri radialne migracije se zgodi »od znotraj aksonov na svoji poti tudi prestopi na mehurčke, ki tvorijo zadnje, srednje in navzven«; celice, ki pridejo prve (sta- nasprotno stran možganov. Najdaljši sprednje možgane. Pozneje (pri ljudeh rejše celice), oblikujejo najgloblji sloj človeški aksoni so na periferiji, saj se v 7. tednu nosečnosti) se pojavijo prvi skorje, medtem ko najpozneje prispele širijo iz spodnjega dela hrbtenjače pa zametki očes in možganskih polobel. celice (mlajše celice), oblikujejo najbolj vse do mišic v prstih na nogah. Glede Novonastali nevroni se pomikajo iz zunanji sloj skorje. Nekateri nevroni pa na razdaljo od spodnjega dela hrbte-ventrikularne cone nevralne cevi, ki preko drugačnega mehanizma migri- njače do prstov na nogah pri igralcu leži ob notranji površini cevi, proti meji rajo poševno ali tangenčno (namesto košarke, ki lahko znaša več kot en marginalne cone oz. zunanje površine. radialno) ter se tako premikajo vzpo- meter, so aksoni tudi milijonkrat daljši Ko se nevroni nehajo deliti, začnejo redno s površino možganov in preko od svojega premera! tvoriti intermediarno cono in se tam radialnih stebrov možganske skorje. Razvijajoči se akson raste kopičiti med razvojem možganov. Migracija je natančno uravna- preko izraščanja svojega rastnega 46 Spoznanja o možganih | society for neuroscience Razvijajoči se možgani 6 stožca, izrastka na konici aksona, ki potujejo vzdolž aksona, sprožijo se povezuje z dendritom, specializira aktivno raziskuje svojo okolico, da bi sproščanje kemičnih sporočil, imeno- za sproščanje nevrotransmitorjev. Ta našel svojo točno končno destinacijo. vanih nevrotransmiterji, ki se razpršijo terminal se založi s paketki nevrotran-Rastni stožec na tem potovanju vodijo skozi ta prostor in se vežejo na recep- smitorjev in proteini, ki držijo te molekularni signali v njegovem okolju. torje na tarčnem dendritu. Takšna paketke na mestu ter jih nato spro-Nekatere izmed teh molekul se naha- kemična sporočila lahko spodbujajo ali stijo. Na dendritski ali postsinaptični jajo na površinah celic, spet druge pa zavirajo nastanek novega električnega strani pa začnejo receptorji, ki bodo so izločene v njegovo bližino. Recep- signala v nevronu, ki je sporočilo te nevrotransmitorje sprejeli, zase-torji na rastnem stožcu mu omogočajo prejel. Skupen seštevek tovrstnih dati svoja mesta na membrani. Oba odzive na signale okolja. Vezava mole- signalov, ki lahko vključuje tudi tisoče procesa zagotovita, da lahko sinapsa kul iz okolja na rastni stožec mu pove, sinaps, določi odziv tarčnega nevrona. prenaša signale hitro in učinkovito. ali naj se premika naprej, se ustavi, odmakne ali spremeni smer. Narašča- nje koncentracije nekaterih molekul spodbuja, drugih pa zavira rast stožca v isti smeri. Signalne molekule sestav- Č ljajo družine proteinov, ki imajo imena, loveški možgani vsebujejo na bilijone kot so netrin, semaforin in efrin. Ena izmed resnično never- sinaps, kar jim omogoča njihovo osupljivo jetnih najdb je bila, da so mnogi od teh proteinov skupni veliko različnim zmožnost procesiranja informacij. organizmom - črvom, insektom in sesalcem, kot smo ljudje. Čeprav je število teh beljakovin manjše pri muhah ali črvih kot pri miših ali ljudeh, je njihovo delovanje zelo podobno. Rezultat tega je, da so preprostejše živali zelo uporaben eksperimentalni Človeški možgani vsebujejo na bilijone Novejši izsledki izkazujejo model za pridobivanje znanja, ki se takšnih sinaps, kar jim omogoča pomembno vlogo dodatnega člena pri nanaša na človeka. Netrin, na primer, njihovo osupljivo zmožnost procesira- ustreznem razvoju sinaps. Astrociti so je bil najprej odkrit pri črvu, kjer ima nja informacij. tip glijske celice v možganih, o katerih vlogo vodenja nevronov okoli črvo- Da je procesiranje ustrezno je včasih veljalo zmotno prepričanje, vega »nevralnega obroča«. Pozneje izvedeno pa mora biti oblikovanje da nevronom zagotavljajo le ogrodje pa je odkritje vretenčarskih netrinov sinaptičnih povezav visoko speci- in pasivno podporo. Zdaj pa vemo, pokazalo, da le-ti vodijo aksone okoli fično. Del te specifičnosti je rezultat da vplivajo tudi na razvoj in delova-hrbtenjače sesalcev. Nato so pri črvih mehanizmov, ki vodijo vsak akson do nje sinaps. Veliko sinaps v možganih odkrili receptorje za netrin, kar je svojega pravega cilja. Poleg prej ome- je povezanih z astrociti, raziskave na ključno prispevalo k lažjemu odkritju njenih usmerjevalnih molekul poz- glodalcih pa so pokazale, da ima lahko podobnih receptorjev pri ljudeh. namo tudi druge, ki aksonu omogočijo en sam astrocit povezave z več tisoč prepoznavo ustreznega cilja. Dendriti sinapsami med različnimi nevroni. Po- Oblikovanje sinaps so prav tako aktivno vključeni v spro- men astrocitov pri ustreznem razvoju Ko akson doseže svoj cilj, se ženje kontakta z aksoni pri čemer obe sinaps izkazujejo tudi izsledki raziskav, prične oblikovanje posebne strani izdelujeta proteine, ki jima omo- pri katerih so živčne celice v petrijev- povezave, imenovane sinapsa. V gočijo tvorbo medsebojnih sinaps. kah brez astrocitov tvorile le manjše sinapsi le majhna špranja ločuje Razvoj sinapse se po zače- število sinaps. Podatki drugih raziskav signalni del aksona od sprejemnega tnem stiku nadaljuje. Na presinaptični kažejo tudi, da astrociti sproščajo mo-dela dendrita. Električni signali, ki strani se majcen aksonski terminal, ki lekule, ki lahko nadzirajo posamezne society for neuroscience 47 | Spoznanja o možganih 6 Razvijajoči se možgani stopnje sinaptičnega razvoja. izrastki nekaterih celic glije, stokra- rovana. Na podlagi tega so razisko- Znanstveniki odkrivajo, da tno poveča hitrost, s katero signali valci ugotovili, da poškodbe in molekule iz različnih virov sodelujejo potujejo po aksonu. Pri tem pa so nekatere nevrodegenerativne bolezni pri spodbujanju primernega obli- ključni približno enakomerni pres- ne ubijejo nevronov direktno, pač pa z kovanja sinaps. Zdi se, da odkloni v ledki v mielinskem ovoju, imenovani aktivacijo celici lastnih programov tovrstni signalizaciji pripomorejo k Ranvierovi zažemki. Ta izmenjujoči se smrti. To odkritje in posledična razvoju motenj, kot je motnja avtistič- vzorec električne izolacije in zažemkov ugotovitev, da smrt ni nujna posledica nega spektra. Poleg tega pa izguba omogoča hitro prevajanje električnih okvare ali bolezni, je odprla pot določenih molekul morda prispeva k signalov, ki skačejo z enega zažemka raziskovanju novih možnosti zdravlje-propadu sinaps v starosti. do drugega in zato potujejo hitreje, nja. Različni signali določajo tip kot bi, če bi morali prepotovati celotno Tako kot se v začetku raz- nevrotransmiterja, ki ga bo nevron dolžino aksona. Ta pojav, imenovan vije preveliko število možganskih uporabil za komunikacijo. Za nekatere saltatorno prevajanje (»saltatorno« celic, se z njimi razvije tudi preve-celice, recimo motorične nevrone, je pomeni »skakajoče«), je odgovoren liko število povezav. Pri primatih se tip nevrotransmiterja vedno enak (ace- za nagle prenose električnih signalov. recimo nevralni projekciji iz obeh tilholin), za druge pa ne. Znanstveniki Tvorba mielina poteka vse življenje. očes do možganov v začetku prekri-so odkrili, da določeni nezreli nevroni vata, kasneje pa se v nekaterih delih v petrijevki brez ostalih celičnih tipov Postopno krčenje možganov delita na ločeni območji proizvajajo nevrotransmiter nora- Po začetni rasti se nevralno za eno ali drugo oko. Poleg tega pa drenalin. Če te iste nevrone damo v omrežje skrči, kar omogoča je povezav med nevroni v možganski kulturo s specifičnimi celicami, kot je nastanek bolj učinkovitega sistema. Le skorji pri mladem primatu veliko več, recimo srčno tkivo, začnejo izdelovati polovica nevronov, ki nastane med saj je njihova gostota dvakrat večja nevrotransmiter acetilholin. Prav tako razvojem, preživi in deluje tudi v kot v možganih odraslega primata. kot lahko dedni in okoljski signali odraslih možganih. Celotne popula- Kleščenje tega presežka povezav je vplivajo na razvoj specializiranih celic, cije nevronov so odstranjene s močno odvisno od relativne aktivnosti lahko podoben proces vodi v izdelavo procesom apoptoze - programirane vsake izmed njih. Aktivne povezave, v specifičnih nevrotransmiterjev. Veliko celične smrti, ki je ob prisotnosti katerih dovolj pogosto poteka prenos raziskovalcev je mnenja, da dejavniki, ustreznih signalov sprožena v celici informacij, preživijo, manj aktivne ki se nahajajo na lokaciji same sinapse, sami. Apoptoza je aktivirana, če pa propadejo. Tudi astrociti in ostale prispevajo k izražanju genov in tako nevron ne dobi dovolj življenjsko celice glija igrajo pomembno vlogo v pripomorejo k določitvi, kateri kemični pomembnih kemičnih signalov, tem procesu. Na primer, za astrocite je sporočevalec bo nevron izdeloval. imenovanih trofični dejavniki, ki so v znano, da pomagajo pri oblikovanju tarčnih tkivih prisotni v omejenih povezav, pomembnih za vid, pri če- Mielinizacija količinah. Vsak tip trofičnih dejavnikov mer zaobjamejo in uničijo nepotrebne Izolacija, ki pokriva žice, ohranja podpira preživetje določene skupine sinapse. Zato so, vsaj do neke mere, moč električnega signala, ki potuje nevronov. Na primer, nevralni rastni tokokrogi odraslih možganov obliko-po njih. Mielinska ovojnica, ki pokriva faktor je pomemben za razvoj senzo- vani s kleščenjem nepravilnih povezav akson, ima podobno funkcijo. Mieli- ričnih nevronov. Nedavno je postalo in ohranjanjem pravilnih. nizacija, ovijanje maščobnega ovoja jasno, da apoptoza poteka tudi v okoli aksonov živčnih celic, ki ga tvorijo odrasli dobi, vendar je ves čas nadzo- 48 Spoznanja o možganih | society for neuroscience POGLAVJE 7 Možgani Osupljive sposobnosti človeških možganov izhajajo iz izjemno kompleksne komunikacije med milijardami povezanih celic. Ra- dojenčkov, zumevanje procesov, s katerimi se mo- žganske celice oblikujejo, postanejo specializirane, potujejo na ustrezne lokacije in se med seboj povezujejo otrok in v vse bolj izpopolnjene prilagodljive mreže, je osrednji izziv razvojne nevro- biologije. mladostnikov Napredki raziskovanja razvoja možganov postajajo vse bolj po- membni za zdravljenje. Na primer, več bolezni, za katere so znanstveniki nekoč mislili, da so izključno motnje odraslih, zdaj obravnavamo z razvoj- nega vidika. Možno je, da se shizofre- nija dejansko lahko pojavi, ker so se povezave med nevroni nepravilno oblikovale v zgodnjem življenju. Druge raziskave kažejo, da bi geni, ki vplivajo na razvoj možganov, lahko igrali vlogo tudi pri dovzetnosti osebe za motnje avtističnega spektra. Prav tako rege- neracijo po možganski poškodbi zdaj smatramo kot realistično možnost, zahvaljujoč izpopolnjevanju znanja o tem, kako nevroni tvorijo povezave v zgodnjem razvoju. Če vemo, kako so bili možgani prvotno oblikovani, lahko bolje razu- memo njihove poznejše sposobnosti reorganizacije kot odziv na zunanje vplive ali poškodbe. Med razvojem možganov od zarodka do odraslosti se v zgodnjem, srednjem in poznem ot- roštvu razvijejo edinstvene značilnosti, ki bodo vplivale na razlike med ljudmi v njihovih učnih sposobnostih ter v dovzetnosti za specifične možganske motnje. Nevroznanstveniki začenjajo odkrivati splošna načela, na katerih temeljijo zapleteni razvojni procesi. PRVA LETA ŽIVLJENJA Kako izgledajo možgani novoro- jenčka po treh trimesečjih razvoja v Spoznanja o možganih 49 7 Možgani dojenčkov, otrok in mladostnikov maternici? Po rojstvu otrokovi mož- gani še naprej rastejo in se razvijajo. Povprečna možganska masa novo- rojenčka je približno 370 gramov. Primerjajte to s povprečno maso odraslih možganov, ki tehtajo okoli 1,3 kilograma in vsebujejo približno 86 milijard nevronov. Možgani novo- rojenčka so rezultat 40-tedenskega razvoja možganov v maternici, hiter razvoj pa se nadaljuje po rojstvu. Kako hitro rastejo dojenčkovi možgani? Takoj po rojstvu je stopnja rasti celotnih možganov približno en odstotek na dan. Stopnja rasti se e, 2017. upočasnjuje s staranjem otroka in doseže približno 0,4 odstotka na dan oscienc tri mesece po rojstvu. Ko je dojenček nal of Neur star 90 dni, je njegov skupni volumen he Jour možganov 64 odstotkov večji kot ob . T , et al rojstvu, pri čemer je najhitreje rastoča tas možganska regija (mali možgani) enna G več kot dvakrat večja, kot je bila ob Znanstveniki uporabljajo magnetnoresonančno slikanje za raziskovanje, kako spol in starost vplivata rojstvu. Ne samo, da so mali možgani na velikost in obliko možganov. Ugotovili so izrazite razlike v gostoti, volumnu, masi in debelini sive možganovine v možganih otrok in najstnikov. možganska regija, ki vsebuje največ nevronov, ampak pomagajo pri učenju motoričnih sposobnosti in gibov, kar je zelo pomembno za dojenčke, ki se učijo grabiti stvari in jesti hrano. Splošno povečanje volumna možga- nov je posledica rasti velikega števila možganskih celic, ki se množijo (raz- množujejo), dozorevajo (diferencirajo) in selijo v različne možganske regije. V prvih treh mesecih življenja se število nevronov v možganski skorji poveča za 23–30 odstotkov. Dendriti in aksoni teh nevronov rastejo dlje in ustvarjajo NIH. številne povezave ali sinapse (sinap- Možgani gredo v obdobju najstništva skozi številne spremembe, vključno z zorenjem možganske skorje togeneza), zaradi česar se možgani - zunanje plasti možganov, ki je pomembna za sklepanje in abstraktno razmišljanje. Slika prikazuje, povečujejo. Še več možganskemu kako se to območje razvija skozi čas, pri čemer modra barva označuje bolj zrela območja. volumnu dodajo celice, znane kot glija, ki rastejo, se razmnožujejo in za- 90 odstotkov svoje odrasle velikosti, letih življenja zelo hitro povečuje, tako gotavljajo mielinizacijo (oligodendro- kar še vedno pušča veliko prostora za da imajo možgani dveletnega otroka citi) - bela možganovina je pravzaprav rast v otroštvu, adolescenci in zgodnji 50 odstotkov več sinaps kot odrasli videti bela zaradi vseh živčnih vlaken, odraslosti. možgani, čeprav dosegajo le približno ki so ovita v mielin. Ko je otrok star Število povezav med nevroni 80 odstotkov velikosti možganov pet let, možgani dosežejo približno (sinaptična gostota) se v prvih nekaj odraslih. To je veliko preveč sinaps, da 50 Spoznanja o možganih | society for neuroscience Možgani dojenčkov, otrok in mladostnikov 7 bi jih možgani vzdrževali, saj sinapse vključuje celično smrt nevronov in Slike najstniških možganov, porabljajo energijo in vire. Zato v sinaptično kleščenje, ki se pojavlja v pridobljene z magnetno resonanco zgodnjem otroštvu možgani začnejo zarodku in v zgodnjem poporodnem (angl. magnetic resonance imaging - zmanjševati število sinaps in natančno obdobju. Zanimivo je, da spremembe MRI), kažejo povečanje volumna bele prilagajati povezave med nevroni. nevronskih povezav v kritičnih obdob- možganovine, zlasti v prečniku oz. Proces sinaptičnega kleščenja se izvaja jih sovpadajo z učenjem kompleksnih corpusu callosumu - velikemu snopu skozi izkušnje malčkov med rastjo. veščin, na primer teka ali večjezičnosti. mieliniziranih vlaken, ki povezuje Tako kot se ob obrezovanju vrtnic levo in desno možgansko poloblo. znebimo umirajočih ali šibkejših vej, MOŽGANI MLADOSTNIKOV Rast prečnika lahko pojasni povečano da bi hranila, ki omogočajo cvetenje Kaj se dogaja v »tipičnih sposobnost učenja v adolescenci za-in razcvet novih vrtnic, preusmerili najstniških« možganih? Ni radi povečanja povezav med nevroni. v novejše veje, sinaptično kleščenje presenetljivo, da se v najstništvu Izboljšana povezljivost možganov, omogoča zmanjšanje šibkejših pove- odvijajo številne spremembe, tako v spremembe v možganskih sistemih zav, medtem ko močnejše sinapse, ki telesu kot v možganih. Toda narav- nagrajevanja ter spremembe v rav-se pogosteje aktivirajo, rastejo in se nost neverjetno je, kakšno kapaciteto novesju delovanja med frontalnimi stabilizirajo. za učenje imajo možgani v najstniških in limbičnimi možganskimi regijami letih. Najstniški možgani so kot velika lahko prispevajo k najstniškemu IZKUŠNJE OBLIKUJEJO MOŽGANE glinena krogla, pripravljena na vedenju, kot je povečano nagnjenje k So možgani dojenčkov spremembe in preoblikovanje skozi tveganemu vedenju in iskanje vzne-podobni možganom mladičev nove izkušnje, čeprav je proces lahko mirljivih občutkov, kar so tudi vidiki živali, kot so mucke in račke? V primer- precej neprijeten. V tem času se izboljšane sposobnosti učenja. javi z drugimi živalmi se ljudje rodijo z nadaljuje sinaptično kleščenje, pri Na žalost je to lahko dvo-manj razvitimi možgani, ki potrebujejo čemer močnejše povezave premagajo rezen meč, saj povečano nagnjenje več časa, da dozorijo. Na primer, šibkejše v procesu, imenovanem k tveganemu vedenju in iskanje možgani veveričjih opic dosežejo konkurenčna eliminacija. Hkrati vznemirljivih občutkov povečujeta odraslo velikost pri starosti 6 mesecev. možgani izboljšujejo svoje povezave, tudi tveganje za zasvojenost. Neka-Namesto da bi se bolj razvili v mater- nevroni širijo svoje dendritne veje in teri menijo, da je zasvojenost vrsta nici ali jajcu, se človeški možgani povečujejo mielinizacijo aksonov, pridobljene učne motnje, na kar na-močno razvijajo po rojstvu. Prednost zlasti v čelnem režnju. kazuje prekrivanje med možganskimi tega je, da naše razvijajoče se mož- Pri raziskovanju, kako se mo- regijami, vključenimi v zasvojenost, in gane lažje oblikujejo okolje in izkušnje, žgani spreminjajo v procesu staranja, tistimi, ki podpirajo učenje, spomin in kar nam pomaga, da se ustrezno se znanstveniki še posebej zani- sposobnost učinkovitega sklepanja. prilagodimo okolici. majo za longitudinalne raziskave, ki Pogosta uporaba drog v adolescenci Otrokove zgodnje življenjske sledijo osebam skozi daljše časovno je povezana s poškodbami mož- izkušnje, kot so opazovanje obrazov obdobje. Takšne raziskave so zelo ganskih regij, ki podpirajo številne staršev, poslušanje njihovih glasov pomembne, saj razkrivajo, kako lahko kognitivne funkcije, kot so spomin, in pestovanje v rokah, zagotavljajo zgodnji življenjski dogodki in okolje pozornost in izvršilne funkcije. Raz-pomembne senzorične informacije, ki vplivajo na rezultate pozneje v življe- iskave, v katerih so uporabili MRI za oblikujejo povezave med nevroni. V nju, kot sta izobraževanje ali tveganje merjenje volumna možganov in teh-tem kritičnem obdobju razvoja pre- za bolezni. Longitudinalne raziskave niko, imenovano difuzijsko tenzorsko jem senzoričnih, motoričnih in celo so koristne tudi za razumevanje, kako slikanje (angl. diffusion tensor imaging čustvenih vidikov življenjskih izkušenj se zdravi možgani spreminjajo med - DTI), za preučevanje celovitosti bele vpliva na to, kako se možgani razvijajo zgodnjim otroštvom in adolescenco. možganovine, kažejo, da lahko zlo-in prilagajajo danemu okolju. Tako Adolescenco lahko razumemo kot raba alkohola in drugih drog povzroči geni kot okolje imajo močan vpliv v drugo »kritično obdobje«, ko se raz- pomembne spremembe v sivi in beli kritičnih obdobjih razvoja in tvorijo vijajo kompleksnejše funkcije možga- možganovini najstnikov. V primerjavi nevronska vezja, ki vplivajo na učenje nov, na katere lahko vplivata okolje in z zdravimi najstniškimi možgani so in vedenje. Oblikovanje teh povezav izkušnje. mladostniki, ki so uživali alkohol, society for neuroscience 51 | Spoznanja o možganih 7 Možgani dojenčkov, otrok in mladostnikov imeli nižji volumen sive možganovine procesov, čustvovanje, organizacijo učenja in izkušenj opisuje nenehno in zmanjšano celovitost bele možga- in dolgoročno načrtovanje. Pozno spreminjanje povezav med živčnimi novine. Dodatna raziskava, v kateri zorenje čelnega režnja lahko pojasni celicami (ter s tem zgradbe in delo-so uporabili funkcijsko magnetnore- značilnosti »tipičnega najstnika«, kot vanja možganov) v odziv na individu-sonančno slikanje (fMRI) za merjenje so kratek razpon pozornosti, izraža- alne izkušnje. Te izkušnje vključujejo možganske aktivnosti, je pokazala, da nje vsega, kar jim pride na pamet spretnosti, ki se lahko razvijajo skozi je popivanje v adolescenci povezano in pozabljanje na domačo nalogo. vse življenje, brez kritičnega ali op-z nižjo aktivnostjo možganov, slabšo Vendar nič od tega ne pomeni, da so timalnega obdobja, ko jih lahko pri-pozornostjo in slabšim rezultatom pri najstniški možgani »pokvarjeni«. Gre dobimo. Na primer, vsi ne bodo igrali reševanju naloge delovnega spomina. preprosto za doživljanje kritičnega violine, vendar violinisti pogosto ka- Kdaj lahko smatramo, da smo obdobja razvoja, ki možgane prip- žejo večji kortikalni razvoj v možgan- odrasli? Opredelitev odraslosti se ravlja na številne nove priložnosti za ski regiji, ki je povezana z delovanjem razlikuje glede na kontekst - socialni, učenje. prstov leve roke. Z uporabo obetavne sodni, izobraževalni. Nevroznan- tehnologije, imenovane dvofotonsko stvene raziskave kažejo, da se človeški PLASTIČNOST slikanje, lahko znanstveniki z mi-možgani razvijajo vse do 30. leta. Plastičnost je sposobnost kroskopom opazujejo žive nevrone Posamezne možganske regije ka- možganov, da se spreminjajo pri živalih in spremljajo njihovo rast žejo različne stopnje rasti in zorenja. in prilagajajo okoljskim izzivom. Brez po različnih izkušnjah. Rezultati teh Na primer, MRI raziskave odkrivajo, plastičnosti kritična možganska raziskav kažejo, da se plastičnost, ki da se gostota sive možganovine v obdobja razvoja ne bi obstajala, ker je posledica izkušenj, ne pojavi samo večini možganskih regij s starostjo se možgani ne bi mogli odzvati na v kritičnih obdobjih, ampak tudi v zmanjšuje, vendar pa se gostota sive okolje in izkušnje. Plastičnosti ne odrasli dobi - očitno se naši možgani možganovine v levem temenskem opažamo samo v človeških možganih, vedno spreminjajo v odziv na naše režnju (območju, ki je pomembno za vendar je sposobnost prilagajanja izkušnje. spomin in jezik) povečuje do 30. leta naših možganov ključna lastnost Nedavni vpogledi v razvoj starosti. Razvoj možganov v zgodnjih človeških bitij. Plastičnost je hkrati možganov veliko obetajo za nove dvajsetih vključuje tudi spremembe pogoj za učenje in izkušnje ter njuna možnosti zdravljenja nevroloških v področjih, kjer poteka mieliniza- posledica. motenj, travmatičnih poškodb cija. Ne pozabimo, da je mielinizacija Plastičnost kot pogoj za možganov in učnih težav, prav tako pomembna za učinkovito prevajanje učenje se nanaša na umestitev okolj- pa bi nam lahko pomagali razumeti električnih signalov vzdolž aksonov, skih dražljajev v normalne razvojne proces staranja. Če bi znanstveniki prav tako pa mielin aksone ščiti vzorce. Izpostavljenost določenim lahko oblikovali pristope za prilaga-pred poškodbami. Zgodaj v življenju običajnim ali univerzalnim izkušnjam janje plastičnosti možganov - bodisi opažamo več mielinizacije v vidnem iz okolja - na primer slišanju govora, z zdravili ali s pristopi, ki vključujejo in slušnem področju (zatilni in senčni videnju obrazov ali izpostavljenost spreminjanje povezanosti nevronskih reženj) ter limbičnem sistemu. Ko pa fizičnemu kontaktu, kot je pestovanje vezij - bi bilo možno popraviti težave, se bližamo tridesetemu letu, opa- - v kritičnih oziroma občutljivih ob- ki so posledica napak v razvoju med zimo večjo mielinizacijo v čelnem in dobjih razvoja je bistveno za zdravo časovno omejenimi kritičnimi ob-temenskem režnju, kar pomaga pri zorenje možganov. Dober primer dobji, ali podobne disfunkcije. Boljše delovnem spominu in višjih kognitiv- lahko najdemo v svetu ptic. Ščinkavci, razumevanje normalnega delovanja nih funkcijah. ki pred spolnim zorenjem ne slišijo možganov v vsaki razvojni fazi bi Območja čelnega režnja petja pesmi odraslih ptic, se ne bodo lahko bilo ključno za iskanje starostno so zadnje možganske regije, ki se naučili peti tako dobro kot drugi člani specifičnih terapij za številne mož-razvijejo in pridobijo več mielina svoje vrste. V tem primeru so okolj- ganske motnje. kasneje v življenju. Čelni reženj je ski dražljaji zvoki pesmi odraslih, ki pomemben za izvršilne funkcije, ki odraščajočim pticam omogočajo, da vključujejo sposobnost vzdrževanja jih posnemajo in se tako naučijo peti. pozornosti, nadzorovanje miselnih Plastičnost kot posledica 52 Spoznanja o možganih | society for neuroscience POGLAVJE 8 Odrasli in Predhodno poglavje opisuje, kako se možgani spreminjajo glede velikosti, števila celic, mielinizacije in tvorbe sinaps med starajoči se odraščanjem, vendar se njihov razvoj nadaljuje tudi po zaključku odrašča- nja. Nedavne raziskave kažejo, da se možgani razvijajo še v tretjem možgani desetletju življenja. Kdaj torej človeški možgani končno dosežejo zrelost? Kakšna je struktura zrelih odraslih možganov? In kaj lahko počnejo, česar razvijajoči se možgani ne zmo- rejo? ODRASLI MOŽGANI Odrasli možgani se od mla- dostniških možganov razliku- jejo na več načinov. Med otroštvom in odraslostjo možgani izgubljajo sivo možganovino skozi proces kleščenja odvečnih sinaps, kar se upočasni šele v poznih 20. letih. Hkrati pa določene možganske regije krepijo medsebojne povezave, pri čemer se glavni živčni trakti ovijajo v izolacijo mielina, kar povečuje volumen bele možganovine. Prostornina bele možganovine tako okoli 40. leta starosti v možganih dosega svoj višek. Večino pridobljene bele mož- ganovine predstavljajo ojačane pove- zave med oddaljenimi možganskimi področji. V otroštvu in mladostništvu je večina možganskih mrež organizi- rana pretežno lokalno, kar pomeni, da bližnja povezana območja sodelujejo pri izpolnjevanju kognitivne naloge. V odraslosti pa je možganska organiza- cija bolj razpršena, oddaljena območja so bolje povezana in sodelujejo med seboj. Najpomembnejše področje možganov, ki se popolnoma razvije v odrasli dobi, je prefrontalni kor- teks (angl. prefrontal cortex - PFC) – sprednji del čelnega režnja možgan- Spoznanja o možganih 53 8 Odrasli in starajoči se možgani e, 2014 oscienc nal of Neur . Jour , et al es esmazier D V obdobju zorenja možganov se maščobna substanca, imenovana mielin, ovije okoli določenih aksonov in tako pomaga pospešiti električni prenos po nevro-nu. Slika prikazuje živčna vlakna, ovita v mielinsko ovojnico, tanjša območja v sredini (prekinitve v mielinskem ovoju) pa imenujemo Ranvierjevi zažemki. ske skorje. To področje sodeluje pri vzorce zorenja. Fluidna inteligentnost, pen proces, skozi katerega se po-številnih višjih kognitivnih sposob- ki vključuje kompleksne sposobnosti, večuje dovzetnost za poškodbe in nostih, kot so načrtovanje, reševanje kot sta reševanje problemov ali pre- bolezni. Mednje sodi demenca, upad problemov in sprejemanje odločitev. poznavanje vzorcev, doseže najvišji kognitivnih sposobnosti, ki moti vsa-Prav tako pomembno sodeluje pri ko- nivo delovanja okoli 30. leta starosti. kodnevno delovanje osebe. Čeprav gnitivnem nadzoru oz. sposobnosti za- Nasprotno pa se kristalizirana inte- je staranje neizogibno, demenca in tiranja impulzov v korist ustreznejših, ligentnost, ki vključuje razvoj bese- mnoge ostale okvare niso, saj lahko kontroliranih odzivov. Lahko bi rekli, dišča in poznavanje dejstev, povečuje naši možgani med staranjem ostanejo da so odrasli možgani bolje opremljeni do približno 50. leta. Znanstveniki relativno zdravi. Izrazit upad spomina za kognitivni nadzor kot mladostni- predvidevajo, da ne obstaja ena sama in kognitivnih sposobnosti, kar je ški možgani, v katerih na odločanje starost, ko so vse (ali celo večina) naših nekoč veljalo za del normalnega sta-močneje vplivajo čustva, nagrade in kognitivnih funkcij na vrhuncu delova- ranja, sta zdaj prepoznana kot ločena družbeni vplivi. nja. bolezenska procesa v starajočih se Inteligentnost prav tako možganih. Torej, četudi možgani med dosega vrhunec v zgodnji do srednji KAJ JE STARANJE? staranjem izgubijo nekaj nevronov, odrasli dobi, približno v starosti od Primerjava normalnega in obsežna in izrazita izguba možgan-25 do 60 let. Vendar imajo različne bolezenskega staranja skih celic ni del normalnega staranja. kognitivne sposobnosti značilne Staranje je dinamičen in posto- Kljub temu pa je določen 54 Spoznanja o možganih | society for neuroscience Odrasli in starajoči se možgani 8 nivo kognitivnega upada normalen. od hitre obdelave novih informacij in izgube mielina. Nasprotno pa je upad Proces staranja vključuje subtilne ne od shranjenega znanja. Tudi drugi volumna v najstništvu primarno pos-spremembe v strukturi, kemiji in vidiki fluidne inteligentnosti, kot sta ledica sinaptičnega kleščenja in smrti delovanju možganov, ki se običajno hitrost obdelave podatkov in reševa- odvečnih celic. začnejo v srednjih letih. Nekatere nje problemov, se s starostjo zmanjšu- Prav tako se možganska raziskave kažejo, da začne kognicija jejo. skorja, nagubana zunanja plast mož-upadati že v 20. in 30. letih, medtem Staranje možganov vpliva ganov, ki vsebuje telesa živčnih celic, s ko druge nakazujejo, da se kognicija tudi na nekatere vidike pozornosti. Na staranjem tanjša. Kortikalno redčenje izboljšuje tudi v 50. ali 60. letih, pre- primer, morda se nam je težje osredo- sledi podobnemu vzorcu kot izguba den začne upadati. Vse več nevroz- točiti na to, kar govorijo prijatelji, ko volumna, pri čemer so nekateri predeli nanstvenih raziskav se osredotoča na smo v hrupni restavraciji. Sposobnost možganske skorje prizadeti bolj kot razumevanje t. i. »zdravega staranja« osredotočanja na določen dražljaj drugi. Tanjšanje je še posebej izrazito in vloge dejavnikov življenjskega in ignoriranja preostalih se imenuje na področju čelnega režnja in nekate-sloga, kot sta prehrana in telesna selektivna pozornost. Druga vrsta po- rih delih senčnih režnjev. vadba, pri ohranjanju zdravja možga- zornosti, deljena pozornost, se nanaša Čelni in senčni režnji kažejo nov tudi v starosti. na sposobnost osredotočanja na dve najbolj izrazito zmanjšanje prostornine nalogi hkrati. Dejavnosti, ki zahtevajo in gostote možganske skorje. Prav KAKO SE MOŽGANI SPREMINJAJO deljeno pozornost, kot je vzdrževanje tako sta ti področji eni izmed zadnjih, Kognitivne spremembe pogovora med vožnjo, prav tako z leti ki dozorijo. To odkritje je vodilo do Subtilne spremembe v kogniciji postajajo vse večji izziv. teorije o staranju možganov, po kateri so običajen del procesa staranja, pri se tisti deli možganov, ki se razvijejo čemer je najpogostejši upad spomina. Strukturne spremembe zadnji, prvi okvarijo. To podpirajo tudi Vendar niso prizadete vse vrste spo- Vse spremembe v kognitivnih spo- dognanja raziskav o s starostjo poveza-mina; deklarativni spomin s starostjo sobnostih so posledica sprememb v nih spremembah v beli možganovini. upada, medtem ko nedeklarativni strukturi in delovanju možganov. V sre- Prva dolga možganska vlakna, ki se spomin ostaja večinoma neprizadet. dnjih letih se možgani začnejo subtilno razvijejo, so projekcijska vlakna, ki Kot opisuje četrto poglavje, spreminjati, kar lahko tudi izmerimo. povezujejo možgansko skorjo z nižjimi deklarativni spomin vključuje av- Raziskave, ki uporabljajo tehnike slika- deli možganov in hrbtenjače. Vlakna, ki tobiografske spomine življenjskih nja možganov, so pokazale, da začne povezujejo razpršena področja znotraj dogodkov, kar imenujemo epizodni skupni volumen možganov upadati, ko ene hemisfere (t. i. asociacijska vlakna), spomin, in spomin na naučeno znanje so ljudje v 30. ali 40. letu starosti, upad so zadnja, ki dosežejo zrelost, hkrati pa ali semantični spomin. Nedeklarativni pa se pospeši okoli 60. leta starosti. kažejo najbolj izrazit funkcionalni upad spomin vključuje proceduralni spo- Vendar raziskave, ki se osredotočajo med staranjem. min, kot je znanje, kako voziti kolo ali na posamezne možganske regije, si zavezati čevelj. kažejo, da se izguba volumna ne odvija Spremembe v nevronih Delovni spomin – sposobnost enakomerno pri vseh delih možganov. Mnoge teorije so poskušale zadrževanja določenih podatkov v Zdi se, da določena področja izgubljajo razložiti, zakaj se nevroni in mislih in uporaba le teh za izvedbo volumen hitreje kot druga. Največje iz- druge celice starajo. Znanstveniki so v kognitivne naloge (na primer vzdrže- gube so zaznavne v prefrontalni skorji, prefrontalnem korteksu in hipokam-vanje telefonske številke v mislih in malih možganih in hipokampusu, ki se pusu opazili spremembe na dendritih, recitiranje številke med tipkanjem) – z leti še slabšajo. vejam podobnih izrastkih telesa prav tako upada s starostjo. Nekatere K upadu volumna prispevajo živčne celice, ki sprejemajo signale od raziskave kažejo, da se počasen upad tudi številne spremembe na ravni drugih nevronov. S starostjo se spomina začne že pri 30. letih. Delovni posameznih nevronov, ki so prisotne v dendriti skrčijo, veje postanejo manj spomin, ki spada pod predhodno starajočih se možganih. Spremembe so razvejane in izgubljajo dendritske omenjeno fluidno inteligentnost, je posledica krčenja nevronov, umika in trne, drobne izbokline, ki sprejemajo niz kognitivnih veščin, ki so odvisne zmanjšane razvejanosti dendritov ter kemične signale drugih živčnih celic. society for neuroscience 55 | Spoznanja o možganih 8 Odrasli in starajoči se možgani Raziskava na opicah rezus Kemične spremembe kemičnih reakcij celici zagotavljajo je pokazala, da je proces staranja S starostjo se lahko zmanjša energijo za delovanje. Nekatere od usmerjen v določen razred dendritič- tudi količina nevrotransmiterjev omenjenih kemičnih reakcij proi-nih trnov, v t. i. tanke trne. Te majhne, in število njihovih receptorjev. Več zvajajo škodljive stranske produkte, vitke izbokline so zelo plastične raziskav je poročalo, da se v starejših imenovane prosti radikali. To so zelo strukture, raztezajo se in umikajo možganih sintetizira manj dopamina reaktivne molekule, ki nenadzorovane veliko hitreje kot bolj obsežni, t. i. in da je manj receptorjev za vezavo lahko uničijo maščobe in beljakovine, »gobji« razred dendritičnih trnov. To je tega nevrotransmiterja. Manj trdni bistvene za normalno delovanje celic, pripeljalo znanstvenike do vprašanja, izsledki kažejo, da s starostjo lahko poleg tega pa lahko poškodujejo tudi če so tanki dendritični trni vpleteni upade tudi količina serotonina. DNK. v delovanje delovnega spomina, ki Telo ima naravne obrambne zahteva visoko stopnjo sinaptične ZAKAJ SE MOŽGANI STARAJO? mehanizme za nevtralizacijo prostih plastičnosti. Možno je, da upad tankih Staranje vključuje mnoge radikalov. Na žalost ti mehanizmi s dendritičnih trnov poslabša komuni- spremembe, od tanjšanja mož- starostjo upadajo, zaradi česar so kacijo med nevroni in tako prispeva ganske skorje do izgube dendritičnih starajoča se tkiva bolj občutljiva na k kognitivnemu upadu. Zaenkrat o trnov. Toda kaj povzroča te spre- oksidativne poškodbe prostih radi- kalov. Raziskave možganskih celic so pokazale, da se poškodbe njihove mi- M tohondrijske DNK kopičijo s starostjo. Poleg tega možgani ljudi z blago noge teorije so poskušale razložiti, zakaj se kognitivno okvaro in Alzheimerjevo nevroni in druge celice starajo. boleznijo kažejo več znakov oksida- tivne poškodbe kot možgani zdravih ljudi. Raziskave na glodalcih povezu- jejo povečano oksidativno škodo tudi vplivu dendritskih trnov na kognitivni membe? Mnoge teorije so poskušale z okvarami spomina. upad ni neposrednih raziskovalnih razložiti, zakaj se nevroni in druge Možgani so eden izmed izsledkov, zato so potrebne dodatne celice starajo. Ena od možnosti je, da presnovno najbolj aktivnih organov, raziskave. vlogo pri tem igrajo spremembe v saj zahtevajo približno 20 odstotkov Prav tako pa s starostjo upada izražanju genov. Raziskovalci so ugoto- telesnega goriva. To jih, v primerjavi tudi tvorba novih nevronov. Čeprav vili, da so geni, pomembni za sinap- z drugimi tkivi, dela tudi dovzetnejše je včasih veljalo, da se nevrogeneza tično plastičnost, manj izraženi v za škodljive vplive s starostjo poveza-po rojstvu ustavi, zdaj poznamo dve možganih starejših kot v možganih nih presnovnih sprememb. Medtem možganski regiji, kjer novi nevroni mlajših odraslih. Premalo izraženi geni ko potrebe možganov po energiji nastajajo celo življenje: v olfaktornem so kazali tudi več znakov okvar. ostajajo visoke, jim njihova oskrba z bulbusu in dentatnem girusu hipo- energijo ne more več slediti; sposob- kampusa. Raziskave na miših kažejo, Oksidativni stres in poškodbe nost možganov za privzem in upo-da stopnja nevrogeneze s starostjo DNK rabo glukoze se zmanjša, aktivnost strmo pada, vendar nedavne razi- Poškodbe DNK, ki se kopičijo mitohondrijev pa upade. skave na ljudeh razkrivajo položnejši tekom življenja, lahko prispevajo k naklon upada. Še vedno ni jasno, če procesom staranja v možganih in Imunske okvare upad nevrogeneze občutno vpliva telesu. Veliko pozornosti so prejele Imunske okvare se pogosto na kognicijo v starajočih se človeških poškodbe DNK zaradi oksidativnega pojavijo skupaj s presnovnimi spre-možganih, vendar izsledki raziskav na stresa. Številne celice, tudi nevroni, membami, ki jih opazimo pri staranju. miših kažejo, da lahko strategije, ki vsebujejo organele, imenovane Mikroglija, imunske celice, prisotne v spodbujajo nevrogenezo, izboljšajo mitohondriji, ki bi jih lahko opisali kot možganih, opravljajo veliko pomemb-kognitivno delovanje. celične elektrarne, saj z izvajanjem nih nalog: ščitijo pred povzročitelji 56 Spoznanja o možganih | society for neuroscience vajo, da bi poslabšanje zdravja srca in ožilja lahko prispevalo ali celo vodilo številne spremembe, ki jih opazimo v starajočih se možganih. ZDRAVO STARANJE Spoznali smo, kako se možgani spreminjajo s starostjo in kaj lahko povzroča te spremembe. Zdaj pa usmerimo pozornost na rastoče področje nevroznanosti, ki raziskuje načine za upočasnitev teh sprememb in ohranja- nje zdravega delovanja možganov. Prehrana in telovadba Prepričljivi znanstveni izsledki kažejo, da navade in odločitve, ki oh- ranjajo zdravo telo, koristijo tudi delo- vanju uma. Slabo srčno-žilno zdravje osebo izpostavlja povečanemu tveganju za kognitivne motnje, po- S staranjem se spreminja tudi delovanje sinaps, kar lahko prispeva k starostnemu upadu umskih spo- vezane s starostjo. Prehrana, bogata sobnosti. z zelenjavo, sadjem in polnozrnatimi izdelki ter z nizko vsebnostjo mesa okužb, čistijo celične odpadke ter lahko prispeva k propadu celic tudi in mlečnih izdelkov, lahko zmanjša pomagajo pri vzdrževanju in pre- v zdravih možganih. Celice običajno dejavnike tveganja za srčno-žilne oblikovanju sinaps. Ti vnetni odzivi razgradijo in reciklirajo poškodovane bolezni, ki so povezane s kognitivnimi opravljajo zaščitno funkcijo, vendar je beljakovine in molekule skozi posto- motnjami, kot sta visok krvni tlak in dolgotrajno vnetno stanje škodljivo pek, ki je večinoma učinkovit, vendar visoke ravni LDL-holesterola. Opa-zdravju možganov. Mikroglija s sta- ni popoln. Sčasoma se lahko poško- zovalne raziskave so pokazale, da je rostjo postane bolj reaktivna, poveča dovane molekule nakopičijo v celicah pri ljudeh, ki uživajo hrano pretežno vnetni odziv v možganih, hkrati pa in jim preprečijo normalno delovanje. rastlinskega izvora, kar je značilnost omejuje proizvodnjo koristnih pro- Ker se možganske celice ne zame- mediteranske prehrane in DASH-di-tivnetnih molekul. Raziskave na miših njajo tako pogosto kot celice v drugih ete (angl. Dietary Approaches to Stop kažejo, da tudi prekomerna mikroglij- delih telesa (na primer v kostnem Hypertension, tj. prehranski ukrepi za ska aktivnost prispeva h kognitivnim mozgu, črevesni sluznici ali lasnih zniževanje visokega krvnega pritiska), motnjam. mešičkih), so lahko bolj dovzetne za manjša verjetnost za razvoj kognitiv- kopičenje poškodovanih molekul. nega upada in demence. Moteno recikliranje beljakovin Poleg tega se celični mehanizmi, ki Določena hranila so po- Prekomerno kopičenje bole- so vključeni v procese razgradnje in vezana z izboljšanjem kognitivnih zensko spremenjenih beljakovin v recikliranja, s staranjem poslabšajo, funkcij in nižjo pojavnostjo demence. možganih prispeva k nevrodege- kar zmanjša učinkovitost sistemov za Antioksidanti, kot so vitamina C in nerativnim boleznim, povezanim s »odstranjevanje odpadkov«. E, flavonoidi in omega-3 maščobne starostjo, kot sta Alzheimerjeva in Par- Staranje ni povezano zgolj s kisline, so bili deležni precejšnje kinsonova bolezen . Kopičenje belja- spremembami v zgradbi in delovanju pozornosti, pri čemer so opazovalne kovin in drugih celičnih komponent možganov. Raziskovalci predvide- raziskave pokazale, da je visok vnos society for neuroscience 57 | Spoznanja o možganih 8 Odrasli in starajoči se možgani kov, ki podpirajo rast novih nevronov in sinaps. Začetek vadbe pozneje v življenju je za ljudi lahko koristen, vendar raziskave kažejo, da so koristi, če z izvajanjem vadbe pričnemo v mladosti ali zgodnji odraslosti, še večje. Mentalna stimulacija in socializacija Tudi redno izvajanje miselnih nalog (npr. z učenjem novih znanj in veščin) ter široka socialna mreža lahko izboljšata delovanje kognitivnih funkcij med staranjem. V laborato- rijskih raziskavah so miši, ki so bile nameščene v kognitivno stimulativ- nem okolju z veliko priložnostmi za tyme83. socialno interakcijo, med staranjem om/ar.c dosegale boljše rezultate na testih tock učenja in spomina v primerjavi z iS Raziskave kažejo, da telovadba povečuje nevrogenezo v možganih odraslih in lahko pomaga upoča- mišmi, nameščenimi v standardnih sniti s staranjem povezan kognitivni upad. kletkah. Zdi se, da podobno kot telesna vadba, kognitivna stimulacija teh spojin s hrano koristen. Rezultati dejavnosti pa so bile povezane z povečuje nevroplastičnost s poveča-raziskav, kjer so hranila v prehrano izboljšavami nekaterih označevalcev njem nevrogeneze in zvišanjem ravni preiskovancev vpeljali preko uživanja celovitosti zgradbe možganov, kot pomembnih nevrotrofičnih dejavni-prehranskih dodatkov in preverjali sta zmanjšano kortikalno tanjšanje in kov. njihovo učinkovitost, pa kažejo me- manjše krčenje hipokampusa. Ljudje, ki opravljajo kogni-šane zaključke. Nekateri izsledki tudi Raziskave kažejo, da telesna tivno zahtevno delo ali se ukvarjajo kažejo, da je omejevanje kaloričnega vadba možganom koristi na več s stimulativnimi dejavnostmi, kot so vnosa oziroma zmanjševanje količine načinov: izboljšuje njihovo nevropla- branje, reševanje ugank ali igranje zaužitih kalorij (nad mejo podhra- stičnost (sposobnost možganov, da glasbila, s staranjem kažejo nižje njenosti) morda povezano z bolj- oblikujejo in reorganizirajo povezave stopnje kognitivnega upada. Aktivno šim kognitivnim zdravjem in daljšo med nevroni) in prispeva k večji družabno življenje se je prav tako življenjsko dobo. nevrogenezi (nastanku novih živč- izkazalo kot koristno za možgane. Vse več raziskovalnih izsled- nih celic), kar pa tudi lahko botruje Nevroznanstveniki so se kov kaže, da lahko aerobna vadba povečani nevroplastičnosti. Izsledki naučili veliko o starajočih se možga-izboljša kognitivne funkcije in omili iz raziskav na glodalcih potrjujejo, da nih – kako se spreminjajo, zakaj se njihov starostni upad. Številne razi- vadba prispeva k večji nevrogenezi: spreminjajo in kako ohranjati zdravo skave so pokazale, da se pri ljudeh, starejše miši, ki jim je dovoljeno teči kognitivno delovanje med staranjem. ki so redno telesno dejavni, izbolj- na kolesu, kažejo višjo stopnjo nevro- Kljub temu pa ostaja veliko odprtih šata učenje in spomin ter zmanjša geneze v hipokampusu kot sedeče vprašanj. Odgovori na ta vprašanja bi tveganje za razvoj demence. Te- miši ter dosegajo boljše rezultate pri lahko razkrili nove strategije za zaš-lesna dejavnost lahko celo upočasni testih učenja in spomina. Vadba lahko čito možganov, ne samo v obdobju napredovanje Alzheimerjeve bolezni tudi izboljša pretok krvi in poveča staranja, temveč skozi vse življenje. in demence, višje stopnje telesne proizvodnjo nevrotrofičnih dejavni- 58 Spoznanja o možganih | society for neuroscience POGLAVJE 9 Možganska Ste že kdaj razmišljali o vzponih in padcih (angl. ups and downs ), ki se zgodijo čez dan? Če govorimo dobesedno, smo v »vzponu,« ko smo stanja budni tekom dneva, in »padcu,« ko ponoči spimo. Če govorimo metafo- rično, bi vzponi in padci lahko pome- nili, da doživljamo obdobja povečane budnosti in vzdramljenja v primerjavi z razpoloženjem, ko smo utrujeni ali sproščeni. Zaspanost, budnost, vzdra- mljenost in sproščenost so različna možganska stanja, kar pomeni, da se aktivnost možganov med vsakim od teh obdobij razlikuje. Znanstveniki raziskujejo možgane, da bi razumeli, kaj pravzaprav je spanje in kako se stanje počitka razlikuje od stanja budnosti. Raziskovanje tega področja je predvsem pomembno za ljudi, kot so zdravniki, piloti ali izmenski delavci, ki morajo kljub pomanjkanju spanja ostati zbrani in sprejemati pomembne odločitve. Raziskovanje različnih možganskih stanj lahko pomaga tudi ljudem z motnjami spanja, pozornosti ali učenja. SPANJE Koliko ur spite vsako noč? Ve- čina ljudi prespi eno tretjino svojega življenja. Čeprav se zdi, da med spanjem počivajo tudi možgani, so v tem času pravzaprav dokaj dejavni. Aktivnost možganov med spanjem je pomembna za zdravje možganov in utrjevanje spominov. Večina ljudi se počuti utrujene in se težko osredotočajo, če ne spijo dovolj. V nekaterih primerih lahko pre- malo spanca oslabi voznikove sposob- nosti vožnje prav toliko kot uživanje alkohola. Dolgoročni učinki pomanjka- nja spanca lahko povzročijo tudi veliko tveganje za zdravje posameznikov. Več raziskav je pokazalo, da imajo ljudje Spoznanja o možganih 59 9 Možganska stanja Slika prikazuje prehode med različnimi fazami spanca (levo) in prikaz značilnosti EEG posameznih faz (desno). Ponoči posameznik prehaja skozi faze spanca, vključno s fazo REM, kjer je možganska aktivnost podobna budnosti. Ko oseba zaspi, se možganski ritmi upočasnijo, njihova amplituda pa se poveča. s pomanjkanjem spanca povečano eye movement sleep - REM). se druge hiperpolarizirajo, kar prinese tveganje za širok razpon zdravstvenih Izraz SWS izhaja iz visoke manj pozitivno (ali negativno) »vsoto« težav, kot so sladkorna bolezen, stres, amplitude in nizke frekvence mož- njihove električne aktivnosti, kot če debelost, visok krvni tlak, tesnobnost, ganskih ritmov v EEG zapisih. Visoka bi delovale sinhrono. Paradoksalno, kognitivne motnje in depresija. amplituda počasnih ritmov kaže, hitrejšo in budnosti podobno aktiv- da mnogo kortikalnih nevronov nost EEG med spanjem REM spremlja Možganska aktivnost med sinhrono prehaja iz depolariziranega atonija, izguba mišičnega tonusa, ki spanjem (bolj vzdraženega) stanja v hiperpo- povzroči začasno paralizo telesa. Edine Znanstveniki lahko z uporabo larizirano (manj vzdraženo) stanje in mišice, ki ostajajo aktivne, so tiste, ki elektroencefalografije (EEG) merijo obratno. Počasni ritmi se zdijo po- omogočajo dihanje in nadzorujejo možgansko električno aktivnost. Ko je membni za funkcijo spanja — dlje ko očesne premike. nevron aktiven, vanj vstopajo in izsto- ostanemo budni, več počasnih ritmov Ponoči se obdobja globokega pajo ioni, kar povzroča spremembo bomo doživeli med fazo SWS. Dlje ko spanja SWS in spanja REM izmenjujejo v električni napetosti prek celične spimo, manj pogosti postajajo počasni v 90-minutnih ciklih, pri čemer faza membrane. EEG elektrode, pritrjene na ritmi. Če ljudi prebudimo med fazo SWS traja 75-80 minut, nato pa 10-15 lasišče, zaznavajo in beležijo usklajen spanja SWS, se jih bo večina spomnila minut še faza REM. Proti jutru se delež, porast in upad električne aktivnosti le delčkov misli, ne pa aktivnih sanj. ki ga v posameznem ciklu zavzema več sto tisoč kortikalnih nevronov Sanjanje se zgodi predvsem faza REM, podaljšuje. Za raziskovanje (oziroma skupni seštevek njihovih ele- med fazo spanja REM, ki je dobilo ime motenj spanja znanstveniki pogosto ktričnih nabojev), rezultat tega pa so po periodičnih hitrih očesnih gibih. uporabljajo miši, ki imajo kvalitativno »možganski ritmi« — ciklično narašča- Možganska aktivnost med fazo REM strukturo (faze) spanja zelo podobno nje in padanje možganske aktivnosti, izgleda zelo podobno kot posnetek človeku. Vendar glodalci doživljajo ki je lahko pomemben kazalnik mož- EEG med budnostjo. Ritmi EEG imajo krajše in pogostejše epizode spanja, ganske aktivnosti. V raziskavah spanja med fazo REM veliko manjše ampli- ki trajajo 3-30 minut (včasih tudi dlje), znanstveniki trenutno prepoznajo dve tude v primerjavi s počasnimi ritmi prav tako pa več spijo skozi dan in so glavni fazi: spanje počasnih ritmov SWS, ker je aktivnost nevronov manj bolj aktivni ponoči, kar ni primerljivo (angl. slow wave sleep - SWS) in spanje sinhronizirana — nekatere nevronske z odraslimi ljudmi, ki so tipično bolj s hitrimi očesnimi premiki (angl. rapid celice se depolarizirajo, medtem ko aktivni čez dan in imajo eno epizodo 60 Spoznanja o možganih | society for neuroscience Možganska stanja 9 spanja ponoči, ki traja približno osem nevrotransmiter histamin, ki prav tako Cikel spanja-budnosti ur. igra vlogo pri ohranjanju budnosti. Glavna dejavnika, ki spodbujata Ravnovesje nevrotransmiter- željo po spancu v telesu sta: čas dneva Uravnavanje spanja jev v možganih je izjemnega pomena ali noči (cirkadiani sistem) in traja- Kako možgani ohranjajo za ohranjanje določenih možganskih nje budnosti (homeostatski sistem). budnost? Ta se ohranja s stanj. Na primer, ravnovesje med Homeostatski in cirkadiani sistem sta pomočjo možganskih sistemov acetilholinom in norepinefrinom lahko ločena ter delujeta neodvisno. vzdramljenosti (angl. arousal systems), vpliva na to, ali smo budni (visoka Cirkadiani časovni sistem ki nadzorujejo različne vidike stanja vsebnost acetilholina in norepine- ureja suprakiazmatično jedro, majhna budnosti. Veliko se jih nahaja v frina) ali v stanju globokega spanja skupina živčnih celic v hipotalamusu, zgornjem delu možganskega debla, SWS (nizka vsebnost acetilholina in ki ciklično (v obdobju približno 24 ur) kjer nevroni, ki so povezani s prednjim noradrenalina). Med REM-fazo nora- izražajo t. i. beljakovine centralne ure delom možganov, v prid ohranjanju drenalin ostaja nizek, medtem ko je (angl. clock proteins) ter tako uravna-budnosti uporabljajo nevrotransmi- raven acetilholina visoka. To zadostuje vajo cirkadiani ritem oziroma ritem terje, kot so acetilholin, noradrenalin, za aktivacijo talamusa in neokorteksa, budnosti, spanja, izločanja hormonov serotonin in glutamat. Nevroni, ki kar omogoči sanjanje; v tem možgan- in drugih telesnih funkcij. Nevroni proizvajajo oreksin, se nahajajo v skem stanju sanje povzroča povečana centralne ure neposredno prejemajo hipotalamusu in pošiljajo projekcije aktivnost prednjega dela možganov tudi vhodne informacije iz mrežnice tako v možgansko deblo, hrbtenjačo, brez zunanjih senzoričnih dražljajev. očesa. Tako svetloba lahko ponastavi talamus in bazalne ganglije kot tudi v Prednji del možganov postane aktiv- centralno uro in jo prilagodi dnevno-prednji del možganov, amigdalo in do nejši zaradi signalov, ki jih prejme od -nočnim ciklom zunanjega sveta, kar nevronov, ki proizvajajo dopamin. Iz generatorja REM-faze spanja (poseb- pojasnjuje, kako se lahko cikli spanja premaknejo, ko pri potovanju preč- R kamo različne časovne pasove. Poleg avnovesje med nevrotransmiterji v tega suprakiazmatično jedro pošilja signale skozi različna možganska možganih je ključnega pomena za ohranjanje območja, kot so VLPO in oreksinski nevroni v lateralnem hipotalamusu, določenih možganskih stanj. ki neposredno uravnavajo vzdramlje- nost. Kaj se zgodi v možganih, ko izsledkov raziskav na podganah in nih nevronov v možganskem deblu), ne spimo dovolj? Drugi sistem, ki ureja opicah sklepamo, da oreksin spodbuja kar vodi v hitre očesne premike in zaspanost, je homeostatski sistem, ki delovanje drugih nevrotransmiterskih zaviranje mišičnega tonusa — značilne prispeva k zaspanosti, če smo budni sistemov, udeleženih pri povečani znake za fazo REM. dlje časa kot običajno. Pomemben de-vzdramljenosti. Oreksina (poznamo Med SWS-fazo spanja so mož- javnik je spojina v možganih, imeno-dve vrsti, oba sta majhna nevropep- ganski sistemi, ki nas ohranjajo budne, vana adenozin. Ko smo budni dlje časa, tida) spodbujata presnovne procese, aktivno zaustavljeni. To povzroči se ravni adenozina v možganih pove-saj se pospešeno tvorita takrat, ko skupina živčnih celic v hipotalamusu, čajo. Povečana količina adenozina se koncentracija krvnega sladkorja upade imenovanih ventrolateralno preop- veže na specifične receptorje živčnih zaradi učinkov inzulina. Nevroni, ki tično jedro (VLPO). Celice v VLPO celic v centrih za vzdramljenost, kar proizvajajo oreksin(e), so torej po- izločajo inhibitorna nevrotransmiterja upočasni celično aktivnost in zmanjša membni za preprečevanje nenadnega galanin in gama-aminomasleno kislino vzdramljenost. Adenozin lahko poveča prehoda v spanje, njihovo pomanjka- (GABA), ki lahko zavirata nevrotran- število počasnih ritmov med SWS-fazo. nje pa je povezano z narkolepsijo. smiterske sisteme za povečevanje Ko je spanec daljši, se ravni adenozina Oreksinski nevroni se povezujejo tudi s vzdramljenosti. Poškodba jedra VLPO in število počasnih ritmov zmanjšajo. hipotalamičnimi nevroni, ki vsebujejo povzroči nepopravljivo nespečnost. Kofein deluje kot poživilo tako, da se society for neuroscience 61 | Spoznanja o možganih 9 Možganska stanja veže na adenozinske receptorje po ce- lotnih možganih in preprečuje njihovo interakcijo z adenozinom. Rezultat tega je, da je ob prisotnosti kofeina na FPO voljo manj adenozinskih receptorjev, kar omeji zaviralne učinke adenozina na celično aktivnost in vzdramljenost. Ljudje pogosto pravijo, da morajo “nadoknaditi spanec”. Vendar, ali se res lahko nadomesti izgubljeni y.ersit spanec? Običajno homeostatski in cirkadiani sistem dopolnjujeta drug raser Univ drugega tako, da ustvarita normalen Simon F 24-urni cikel spanja in budnosti. Kljub Elektroencefalografija (EEG) beleži električno aktivnost možganov s pomočjo senzorjev, nameščenih na temu lahko aktivacija sistema vzdra- glavo. Lahko zabeleži, kako se možgani odzivajo na raznolike dražljaje in aktivnosti, vključno s spanjem. mljenosti v možganih ohranja budnost tudi po dolgem obdobju budnosti - na Obstruktivna spalna apneja se pride, ko živčne poti v možganih, ki primer pozno učenje v noč za pripravo pojavi, ko se mišice dihalnih poti v grlu preprečujejo mišično gibanje med na pomemben izpit. V normalnih med spanjem sprostijo do te mere, da fazo REM, ne delujejo. Kot omenjeno, okoliščinah bo homeostatski sistem povzročijo posedanje dihalnih poti, ljudje sanjajo predvsem v REM-fazi na pomanjkanje spanja odgovoril s kar ovira pretok zraka. Ljudje s sindro- spanja; tako si lahko predstavljamo podaljšanjem trajanja naslednjega mom spalne apneje imajo težave z osebe, ki svoje sanje izživijo, vstanejo spanja in povečanjem števila počasnih dihanjem med spanjem in se zbujajo, in se premikajo, kar je lahko zelo mo-ritmov med epizodami SWS. Kot je ne da bi vstopili v globlje faze SWS. teče za normalen spanec. Vzrok REM bilo navedeno prej, je opisani pojav To stanje lahko prispeva k visokemu vedenjske motnje v spanju sicer ni posledica podaljšanega časa budnosti, krvnemu tlaku in poveča tveganje znan, vendar je pogostejša pri ljudeh z ki ga uravnavajo učinki adenozina. za srčni napad. Zdravljenje za spalno nevrodegenerativnimi boleznimi, kot apnejo se osredotoča na zmanjšanje so Parkinsonova bolezen, možganska Motnje spanja posedanja dihalnih poti med spanjem; kap in demence. Motnjo je mogoče Najpogostejša motnja spanja, preprosti ukrepi, ki lahko pomagajo, zdraviti z zdravili za Parkinsonovo s katero se srečuje večina ljudi, je vključujejo izgubo telesne mase, bolezen ali z benzodiazepinom klona-nespečnost. Nekateri imajo težave pri izogibanje alkoholu ali pomirjevalom zepamom, ki poveča učinke inhibitor-uspavanju, drugi zaspijo, nato pa se pred spanjem in izogibanje spanju na nega nevrotransmiterja GABA. sredi noči prebudijo in ne morejo več hrbtu. Vendar pa večina ljudi s spalno zaspati nazaj. Med pogostejše motnje apnejo za ohranjanje odprtih dihalnih Narkolepsija: primer raziskave spanja prištevamo tudi nekaj drugih, poti med spanjem potrebuje dihalne motnje spanja opisanih v nadaljevanju, vsem pa je naprave. Eden od takšnih pripomoč- Narkolepsija je relativno redka skupno, da krnijo spanec in prepreču- kov je tako imenovan CPAP, naprava motnja spanja — le 1 primer jejo, da bi se med spanjem tudi spočili. za neprekinjen stalni pozitivni tlak na 2000 ljudi v Združenih državah Prekomerna dnevna zaspa- dihalnih poti (angl. continuous positive — pri kateri lahko v možganih nost (ne narkolepsija), ki jo zaznamuje airway pressure - CPAP), ki preko tesno primanjkuje nevronov, ki pomagajo pretirano občutenje utrujenosti čez prilegajoče se obrazne maske med nadzorovati prehod v spanje, kar dan, ima številne vzroke, vključno s spanjem zagotavlja neprekinjen zračni povzroči tudi moteno redno menjava-sindromom apneje med spanjem (glej tok pod pritiskom. V nekaterih prime- nje ciklov. Ljudje z narkolepsijo čez spodaj). Povečana dnevna zaspanost rih za zdravljenje pride v poštev tudi dan doživljajo napade spanja, ki lahko poveča tveganje za nesreče, operativni poseg. povzročajo nenadno zaspanost, kar je zlasti v prometu. Do REM vedenjske motnje še posebej nevarno med vožnjo. 62 Spoznanja o možganih | society for neuroscience Možganska stanja 9 Težava je posledica izgube oreksin- bodo pomembne pri razvoju zdravlje- vključenih v vzdramljenost, sproščajo skih nevronov v lateralnem hipotala- nja narkolepsije. več nevrotransmiterjev, ki sporočajo musu. Ljudje z narkolepsijo naglo preostalim delom možganov in telesa, preidejo v spanje REM in se lahko VZDRAMLJENOST naj bodo pozorni. Ti nevrotransmiterji znajdejo celo v stanju sanjanja, Kaj se dogaja v našem telesu, ko vključujejo dopamin (za gibanje), medtem ko so še delno budni, kar govorimo pred množico? Možgansko noradrenalin (za budnost), serotonin imenujemo hipnagogična halucina- stanje je zelo drugačno od tistega (za čustva) ter acetilholin in histamin, cija. Nekatere osebe z narkolepsijo med spancem. Zaznamo lahko ki pomagata možganom komunicirati lahko kar med budnostjo doživijo spremembe v dihanju, srčnem utripu s telesom ter povečati vzdramljenost. napade izgube mišičnega tonusa, in v želodcu. Mogoče nam začnejo podobno kot v spanju REM. Tak misli begati ali pa zaganjamo paniko. Senzorični prilivi napad paralize imenujeno kataple- Morda postanemo polni energije Medtem ko nevrotransmiterji ksija, sproži pa jo lahko čustvena in navdušeni, da nastopamo pred zagotavljajo notranje signale za vzdra-izkušnja ali celo smešna šala. publiko. To so primeri kompleksnega mljenost, signali iz zunanjega sveta Nedavne raziskave meha- možganskega stanja, imenovanega — kot so svetle luči (vidni dražljaji) nizmov narkolepsije so prinesle vzdramljenost. in navijaške množice (slušni dražljaji) pomembne uvide v procese, ki nad- Poleg samega zagotavljanja med koncertom — lahko prav tako zorujejo (zaenkrat še) nepojasnjene budnosti vzdramljenost vključuje spodbujajo vzdramljenost. Senzorični prehode med budnostjo, spanjem po- spremembe v telesu in možganih, prilivi iz čutil se obdelajo v možganski časnih ritmov in REM-fazo. Oreksin (v ki zagotavljajo motivacijo za deja- regiji, imenovani talamus. Pogosto lateralnem hipotalamusu) je ključen nja, kot so na primer poučevanje v imenovan »senzorični čistilni center« za preprečevanje nenadzorovanih razredu, nastopanje pred občinstvom (angl. sensory clearing house), talamus prehodov v spanje REM čez dan. V ali osredotočanje pozornosti. Vzdra- uravnava vzdramljenost, sprejema in raziskavi so znanstveniki pri miših mljenost doživljamo vsak dan med obdeluje senzorične prilive iz možgan-preprečili izražanje gena za oreksin iskanjem hrane, ko občutimo lakoto, skih področij, udeleženih pri delovanju in spremljali njihove vzorce spanja. ali ko se pogovarjamo z drugimi čutil, kot sta vid in sluh, ter te informa-Ugotovili so, da miši brez tega gena ljudmi (med družbeno interakcijo). cije posreduje v možgansko skorjo. kažejo simptome narkolepsije. Ljudje Vzdramljenost je pomembna tudi za z narkolepsijo imajo pogosto po- reprodukcijo in za izogibanje nevar- Avtonomni živčni sistem dobno nizke ravni oreksina v možga- nosti. Kaj stori telo, ko so možgani nih in hrbtenjačni tekočini. Raven vzdramljenosti se vzdramljeni? Retikularni aktivacijski Ker so ravni oreksina pri spreminja v spektru od nizke do sistem v možganskem deblu usklajuje narkolepsiji spremenjene, so znan- visoke. Ko se vzdramljenost spusti signale, ki prihajajo iz senzoričnih vno-stveniki začeli preučevati okoliške pod določen prag, se lahko stanje sov in nevrotransmiterjev, in omogoča nevrone, da bi videli, kako njihova ak- prevesi iz budnosti v spanje. V stanjih telesne odzive na nezavedni ravni, tivacija vpliva na miši z narkolepsijo. povečane vzdramljenosti, na primer saj nadzira avtonomni živčni sistem, Ti nevroni vsebujejo koncentrirajoči močne tesnobnosti, ne moremo do- ki vpliva na srčni utrip, pretok krvi in hormon za melanin (angl. melanin- seči tega praga in ostanemo budni. dihanje. Z nadzorovanjem teh avto--concentrating hormone), njihovo matskih procesov v telesu retikularni vzdraženje z uporabo tehnike, ime- Nevrotransmiterji aktivacijski sistem vzpostavi fizično novane optogenetika, pa je pri miših Med vzdramljenostjo morajo stanje vzdramljenosti, ki prinaša po-povzročilo spanje — nasprotno od možgani nameniti vire določenim membne vire, kot so kisik in hranila, v učinka stimulacije oreksinskih nevro- možganskim regijam, podobno kot dele telesa, kjer so potrebni. nov. Možno je, da ravnovesje med center za nujne klice med požarom Spremembe, ki se zgodijo aktivacijo oreksinskih nevronov in preusmerja vire, kot so reševalna v možganih in telesu med vzdra-njihovih sosedov nadzira prehod med vozila in gasilska vozila. Določene mljenostjo, nam omogočajo, da smo budnostjo in spanjem. Te ugotovitve vrste nevronov v možganskih regijah, pozorni in osredotočeni, kar nam society for neuroscience 63 | Spoznanja o možganih 9 Možganska stanja pomaga hitro obdelovati informacije. moramo osredotočiti na to, kaj se osredotočimo na število pojavitev S tem lahko izberemo ustrezno ču- dogaja v okolju, še posebej v zvezi z besede “se” na tej strani. Znanstveniki stveno reakcijo ali telesno dejanje za vsem, kar je pomembno za naše cilje. prepoznavajo dve vrsti pozornosti, dano situacijo. Na primer, če je cilj, da pobegnemo ki vključujeta različne možganske pred medvedom, moramo biti pozorni procese: prostovoljno (endogeno) Spolno vzburjenje in paziti na to, kam bežimo, da se ne pozornost in neprostovoljno (ekso- Številni kompleksni možganski spotaknemo in pademo. Znanstveniki geno) pozornost. in endokrini (hormonski) sistemi so teoretizirali, da stanje vzdramlje- Prostovoljna pozornost se prispevajo k spolni vzburjenosti in nosti pospešuje obdelavo in izboljšuje pojavi, ko sami izbiramo, na kaj se vedenju, vendar so možganske regije, razumevanje podrobnosti v okolju. osredotočamo — na primer, ko iš-nevrotransmiterji in telesni sistemi po- Sicer bi možgani potrebovali ne- čemo ljubljeno osebo v množici. Deli dobni tistim, ki so vključeni v splošno vzdramljenost. Razlikovalni dejavnik je, Z da spolna vzburjenost vključuje tudi nanstveniki prepoznavajo dve vrsti hormone, kot sta estrogen in testos- teron, ki nato aktivirajo nevrone za pozornosti, ki vključujeta različne možganske sprostitev enakih nevrotransmiterjev, kot se sproščajo med splošno vzdra- procese: prostovoljno pozornost in mljenostjo. Številne raziskave na ljudeh in živalih poročajo o interakcijah med neprostovoljno pozornost. spolnimi hormoni in nevrotransmiterji, kot so dopamin, serotonin, GABA in glutamat. Raziskovalci so tudi ugotovili, skončno količino časa in energije za možganov, kot so čelni in temenski da možganske regije, kot so hipotala- obdelavo vseh senzoričnih prilivov iz režnji, so dejavni, ko nadziramo svojo mus, amigdala in hipokampus, vsebu- čutil (zvokov, podob, vonjev in drugih pozornost ali jo usmerimo proti jejo številne receptorje za estrogen in zaznav), saj se okolje ves čas spremi- določenemu predmetu ali lokaciji. progesteron ter da možganske regije, ki nja. Neprostovoljna pozornost se pojavi, posredujejo občutke nagrade (nu- ko nekaj v okolju (na primer nena- cleus accumbens) in užitka (amigdala) Osredotočenost dni hrup ali premik) pritegne našo spodbujajo spolna vedenja. V splošnem Tudi pri opravljanju več nalog pozornost. Neprostovoljna pozornost je prisotnost spolnih hormonov ključna hkrati je nemogoče, da bi možgani je odvračanje od naših izbranih ciljev, za opredelitev možganskega stanja obdelali vse informacije, ki jih pre- raziskovalci pa med raziskovalnimi spolne vzburjenosti. jemajo. Namesto tega se v enem eksperimenti pogosto uporabljajo trenutku osredotočamo na eno stvar. tudi predmete, ki odvračajo pozor- POZORNOST Pozornost je izjemna sposobnost, ki nost. Moteči dejavniki lahko vklju- Če trenutno ohra- nam omogoča nadzor in zmožnost, čujejo čustvene elemente, kot so njamo pozornost, bi se da prilagodimo pozornost specifič- slike družine ali slike brez posebnega to moralo odražati v merljivih spre- nim lokacijam, različnim časovnim čustvenega naboja, ki izstopajo od membah našega srčnega utripa, razponom in temam dogajanja. drugih dražljajev, na primer rdeč dihanja in pretoka krvi. Če se sliši Usmerimo pozornost na stran, ki krog, obdan s sivimi kvadrati. Mo-znano, je to zato, ker te fiziološke jo trenutno beremo. Čeprav lahko žganske regije v desni hemisferi, ki spremembe nastanejo tudi med vidimo celotno stran, se osredoto- jih skupno imenujemo ventralno vzdramljenjem, ki je potrebno za čamo le na eno vrstico hkrati. Lahko frontalno-parietalno omrežje, tvorijo budnost in pozornost. Kot je bilo že pa preusmerimo pozornost v pre- sistem, ki obdeluje nove in zanimive omenjeno, stanje vzdramljenosti teklost, ko smo pred nekaj minutami dražljaje, ki nas odvračajo od naloge, olajša hitre odzive na okolje. Da bi brali o vzdramljenju. Ali pa lahko ki jo izvajamo. Raziskave o pozornosti sprejeli odločitve o tem, kaj storiti, se popolnoma prezremo stavke in se nam lahko pomagajo razumeti vizu- 64 Spoznanja o možganih | society for neuroscience Možganska stanja 9 alne naloge, učenje, otrokov razvoj in hemineglekta prispevajo k našemu namenu. Raziskave o čustvih so motnje pozornosti. razumevanju rehabilitacije po mož- razkrile, da je aktivnost v ventromedi- ganski kapi, pa tudi vloge desnega alnem prefrontalnem korteksu (angl. Motnje pozornosti parietalnega korteksa pri pozornosti in prefrontal cortex - PFC) neposredno Daljše obdobje koncentracije, zaznavanju. povezana s stopnjo anksioznosti, ki kot je 3-urno predavanje, jo preiskovanec občuti med opravlja- lahko za mnoge ljudi predstavlja POČITEK: OMREŽJE PRIVZETEGA njem naloge — kar kaže, da omrežje težavo. Nekaterim se je težko osredo- NAČINA privzetega načina morda igra vlogo točiti že za kratek čas. Več motenj, ki Kakšna je razlika med pri regulaciji čustev in razpoloženja. vplivajo na sposobnost koncentracije, možgansko aktiv- Aktivnost v dorzomedialnem PFC (re-so motnja pomanjkanja pozornosti s nostjo, ko smo osredotočeni in ko giji, vpleteni v introspektivne misli), hiperaktivnostjo (angl. attention deficit počivamo? V obdobjih počitka in se poveča, ko oseba počiva in sanjari. hyperactivity disorder - ADHD), sprostitve običajno ostanemo brez Dorzomedialni PFC je prav tako shizofrenija, prozopagnozija in zahtevnih misli ali zapletenih nalog. V vpleten v misli, ki se odvijajo nepre-sindrom hemineglekta. Morda se zdi teh trenutkih so aktivni določeni deli kinjeno, in misli o sebi v preteklosti, nenavadno obravnavati shizofrenijo možganov, ki so vključeni v t. i. sedanjosti ali prihodnosti (avtobio-kot motnjo pozornosti, vendar omrežje privzetega načina (angl. grafski jaz). Vloge teh regij kažejo, nekatere psihiatrične raziskave kažejo, default mode network). Aktivnost da omrežje privzetega načina morda da vključuje pomanjkanje selektivne omrežja privzetega načina si lahko deluje tudi pri samopodobi in našem pozornosti. Prozopagnozija ali nezmo- predstavljamo kot osebno uspavanko doživljanju sebe v času. žnost prepoznavanja obrazov je ali seznam predvajanja, ki se vklopi, Zadajšnje možganske regije kognitivna motnja, pri kateri oseba ne ko želimo počivati. Aktivnost omrežja omrežja privzetega načina (poste-more prepoznati obrazov — niti privzetega načina se zmanjšuje riorni cingulatni korteks, lateralni lastnih družinskih članov. Resnost te (uspavanka postane tišja), ko zač- parietalni korteks in prekuneus) pos-motnje se pri ljudeh razlikuje, na kar bi nemo izvajati ali razmišljati o zah- tanejo bolj aktivne, ko se posameznik lahko vplivali tudi genetski dejavniki. tevni nalogi. V raziskavah na ljudeh spominja konkretnih spominov iz Motnje pozornosti imajo različne so z uporabo slikovnih tehnik, kot sta preteklih izkušenj. Te možganske vzroke, vendar se bomo osredotočili funkcijska magnetna resonanca regije so povezane s hipokampusom, na sindrom hemineglekta, ki ga (fMRI) in pozitronska emisijska ki je pomemben za učenje in obliko-povzroči poškodba skorje desnega tomografija (PET), identificirali vanje spominov. Tako hipokampus temenskega režnja, možganske regije, možganske regije, ki pripadajo kot omrežje privzetega načina sta pomembne za neprostovoljno pozor- omrežju privzetega načina. Te bolj aktivna, ko oseba zvečer počiva, nost. možganske regije, ki so vpletene v in manj aktivna ob zgodnjem pre- Od 50 do 82 odstotkov bolni- čustva, osebnost, vpogled v lastno bujanju. Ti vzorci kažejo, da omrežje kov, ki doživijo možgansko kap v desni čustveno stanje in vedenje privzetega načina pomaga obdelo-možganski polobli, doživi sindrom he- (introspekcijo) ter spomin, vključu- vati in pomniti dogodke dneva. mineglekta oziroma zanemarjanja po- jejo sprednje možganske regije Bodoče raziskave, ki bodo lovice telesa ali prostora na nasprotni (ventromedialni prefrontalni korteks, uporabile posnetke aktivnosti iz not-strani od okvare. V tem primeru bolniki dorzomedialni prefrontalni korteks in ranjosti možganov, bo mogoče zdru-torej zanemarjajo levo stran svojega anteriorni cingulatni korteks) ter žiti s slikanjem fMRI, da nam bodo vidnega polja, včasih pa tudi levo posteriorni cingulatni korteks, povedale več o vzorcih možganske polovico lastnega telesa in predme- lateralni parietalni korteks in preku- aktivnosti omrežja privzetega načina tov pred seboj. Če jim naročimo, naj neus. in kako možganske regije usklajujejo prerišejo sliko metulja ali gradu, bodo Čeprav natančna vloga svojo aktivnost med opravljanjem bolniki s tovrstno okvaro levo polovico omrežja privzetega načina ni povsem nalog, ki izkoriščajo funkcije tega slike narisali površno ali pa sploh ne. jasna, funkcije vključenih možgan- omrežja. Raziskave na bolnikih s sindromom skih regij dajo slutiti o njegovem society for neuroscience 65 | Spoznanja o možganih POGLAVJE 10 Telo v Celice telesa so obdane z ne-nehno spreminjajočim se oko-ljem. Vsebnost hranil v okolju, s katerimi se vzdržujejo, raste in pada ravnovesju z vsakim obrokom. Plini, ioni in drugi raztopljeni delci se prelivajo sem ter tja med celicami in krvjo. Kemikalije se vežejo na celice in sprožijo nasta- janje in sproščanje beljakovin. Celice presnavljajo hranila, odstranjujejo odpadke, gradijo nova tkiva in uniču- jejo stare celice. Spremembe v okolju, zunanjem in notranjem, se odražajo skozi fiziološke sisteme telesa. Ena od manj opaznih nalog možganov je obvladovanje in ohranjanje vseh teh sprememb v območju normalnega delovanja ter vzdrževanje zdravih funkcij telesa. Nagnjenost tkiv in organskih sistemov telesa k vzdrževanju ravno- vesja procesov imenujemo homeos- taza. Ta temelji na aktivni regulaciji, ki z dinamičnimi prilagoditvami ohranja okolje celic in tkiv relativno konstan- tno. Možgani so del mnogih home- ostatskih sistemov, ki zagotavljajo signale za usklajevanje notranjih ur te- lesa in regulacijo izločanja hormonov s strani endokrinega sistema. Te funkcije pogosto vključujejo območje prednjih možganov, imenovano hipotalamus. CIRKADIANI RITMI Skoraj vsaka celica našega telesa ima notranjo uro, ki ji pove, kdaj naj postane aktivna, kdaj naj počiva in kdaj naj se deli. Ure urejajo spremembe v mnogih fiziolo- ških sistemih telesa preko 24-urnega oziroma cirkadianega obdobja. Čez dan povzročijo hitrejše impulze peristaltičnih valov v črevesju in ponoči poskrbijo za padec krvnega tlaka. Vendar pa te ure, globoko znotraj našega telesa, ne morejo zaznati dnevne svetlobe in samos- Telo v ravnovesju 10 tojno določiti časa. Dnevni ritmi so nost, ki izvira iz SCN, vstopi v nevralno tnje cirkadianega ritma: slabo počutje namesto tega usklajeni s pomočjo omrežje PVN in pošilja signale do zaradi časovne razlike (angl. jet lag). suprakiazmatičnega jedra (angl. epifize, majhne žleze v obliki češarka, Po prečkanju velikega števila časov-suprachiasmatic nucleus - SCN), ki se nahaja med možganskimi hemis- nih pasov v kratkem času so vzorci majhne skupine nevronov v hipotala- ferami. Epifiza ponoči izloča melatonin budnosti in lakote osebe neskladni musu. v krvni obtok. Melatonin se veže na z dnevom in nočjo. Izpostavljenost Nevroni v SCN delujejo kot celice v mnogih tkivih in čeprav nima lokalnemu ciklu dneva/noči ponastavi metronom za preostanek telesa, saj neposrednega vpliva na izražanje možgane in telo, vendar lahko traja čez dan konstantno oddajajo akcijske genskih ur v SCN, se zdi, da njegovi več dni, da se popolnoma uskladijo. potenciale in ponoči mirujejo. Izme- njavo aktivnih in tihih stanj nadzoru- jejo ciklične interakcije med dvema sklopoma proteinov, ki jih kodirajo t. i. geni ur (angl. clock genes). Razisko- U valci so genske ure prvič identificirali sklajene telesne ure omogočajo, da v vinski mušici, natančneje Drosophili melanogaster, in raziskali, kako urav- fiziološki sistemi telesa delujejo skupaj ob navajo čas; od takrat so tudi v sesalcih odkrili skoraj enak nabor genov. Delo- pravem času. vanje SCN kot telesne ure uravnavajo tudi prilivi iz svetlobnih fotoreceptor- jev mrežnice, kar omogoča usklajenost med aktivnostjo SCN in dejanskim dnevno-nočnim ciklom. Ti signali so zelo pomembni, saj bi brez njih prote- ini centralne ure potrebovali nekoliko sistemski učinki zmanjšujejo budnost Cirkadiani ritmi so lahko porušeni tudi več kot 24 ur, da bi zaključili celoten in povečujejo zaspanost. Izpostavlje- zaradi drugih situacij, kot je delo v cikel. Raziskave na živalih, ki so živele nost svetlobi sproži signale, ki ustavijo nočni izmeni ali slepota, kar onemo-v popolni temi, so namreč razkrile, da izločanje melatonina in spodbujajo goča normalen vpliv signalov dnevne vsak dan zaspijo in se zbudijo malce stanje budnosti. svetlobe na cikel budnosti/spanja. pozneje. Skupaj ti signali sinhronizirajo Dolgoročne motnje cirkadianih ritmov Avtonomno živčevje pove- vse ure v telesu s 24-urnim ciklom. so povezane z zdravstvenimi težavami, zuje dnevno ritmično aktivnost SCN Usklajene telesne ure omogočajo fizi- vključno s povečanjem telesne mase, neposredno z drugimi urami v telesu. ološkim sistemom telesa, da delujejo povečano pojavnostjo nespečnosti, Nevroni v SCN spodbujajo sosednje skupaj ob pravem času. Ko se telo depresijo in rakom. območje v možganih, imenovano pa- pripravlja na prebujanje iz spanja, 1) raventrikularno jedro (angl. paraven- ravni stresnega hormona kortizola HORMONI, HOMEOSTAZA IN tricular nucleus - PVN), ki nato pošilja dosežejo vrh v krvi, sproščajo slad- VEDENJE signale po verigi nevronov skozi hrbte- korje iz zalog in povečujejo apetit ter Nevroni lahko hitro njačo do perifernih organov telesa. Že 2) temperatura telesne sredice začne posredujejo sporočila prej smo se naučili, kako signali v delu naraščati, kar poveča hitrost presnove. možganov ciljnim točkam v telesu. te nevronske poti spodbujajo oreksin Ti dogodki, usklajeni z drugimi, pripra- Hormoni pa sporočila prenašajo za urejanje telesnega cikla spanja in vijo telo na dejavnosti novega dne. počasneje, vendar lahko vplivajo na budnosti. Sorodne poti urejajo tudi Desinhronizacija telesnih večji nabor tkiv, kar povzroči obsežne izločanje melatonina, hormona, ki fizioloških ur lahko povzroči opazne spremembe v presnovi, rasti in vpliva na vedenjske vzorce, povezane s in včasih resne zdravstvene težave. vedenju. Odzivi možganov na hor-spanjem. Natančneje, električna aktiv- Morda ste doživeli znani primer mo- monske signale igrajo pomembno society for neuroscience 67 | Spoznanja o možganih 10 Telo v ravnovesju vlogo v regulaciji izločanja hormonov in spreminjanju vedenja, da bi ohranili telesne sisteme v ravnovesju. Možganske regije, vključene v sproščanje hormonov, se imenujejo nevroendokrini sistem. Hipotalamus nadzoruje proizvodnjo in sproščanje mnogih hormonov prek svojih tesnih povezav s hipofizo. Paraventrikularno in supraoptično jedro hipotalamusa pošiljata aksone v zadnji del hipofize, kjer aktivirajo specifične nevrone, da sprostijo bodisi vazopresin bodisi oksi- tocin v kapilare znotraj hipofize. Obe molekuli delujeta kot nevrotransmi- terja v možganih, vendar sta tudi hor- mona, ki vplivata na oddaljena tkiva v telesu. Vazopresin (imenovan tudi anti- diuretični hormon) povečuje zadrže- vanje vode v ledvicah in zoži krvne žile (vazokonstrikcija). Oksitocin spodbuja krčenje maternice med porodom in izločanje mleka med dojenjem. Druge hipotalamične regije pošiljajo aksone na območje z bogato mrežo kapilar nad hipofizo, imeno- vano srednji izrastek (angl. median eminence). Ko so ti nevroni aktivirani, sproščajo hormone v kri. Sproščeni hormoni nato potujejo po lokalnih Nevroendokrini sistem vzdržuje homeostazo, normalno ravnovesje telesa, in nadzira odziv na stres. žilah do področja sprednje hipofize, Nadledvična žleza sprošča hormone stresa, noradrenalin, adrenalin in kortizol, ki pospešijo srčni utrip in kjer sprožijo (ali zavirajo) izločanje pripravijo mišice na delovanje. Hormon sproščanja, kortikoliberin (CRH), se sprošča iz hipotalamusa in drugega specifičnega hormona. Od potuje v hipofizo, kjer sproži sproščanje adrenokortikotropnega hormona (ACTH). ACTH potuje po krvi v nadledvične žleze, kjer spodbuja sproščanje kortizola. sedmih hormonov sprednje hipofize jih pet deluje kot trofični hormoni — ti po celem telesu potujejo po krvnem Številni hormoni, proizvedeni reprodukcijo pri sesalcih. Njen te-obtoku in spodbujajo delovanje v hipofizi, in njihove ciljne endokrine meljni vzorec je enak pri obeh spolih: specifičnih endokrinih žlez (ščitnice, žleze vplivajo na receptorje znotraj 1) gonadotropin sproščujoči hormon skorje nadledvične žleze, jajčnikov možganov, zato lahko ti hormoni spre- (GnRH) v hipotalamusu povzroči, da itd.). Preostala dva hormona delujeta menijo nevronsko funkcijo in prepiso- sprednja hipofiza sprosti 2) luteinizi-na ne-endokrina tkiva. Rastni hormon vanje genov v hipotalamusu. Učinek rajoči hormon (LH) in folikel stimulira-spodbuja rast kosti in mehkih tkiv, je zmanjšanje količine hormonov, ki joči hormon (FSH), ki nato v odgovor prolaktin pa spodbuja proizvodnjo jih sprošča hipotalamus, ko omenjena spodbudita gonade (spolne žleze), da mleka v dojkah. Hormoni, sproščeni iz omrežja postanejo aktivna. Negativne izločajo, 3) spolne hormone in začnejo sprednje hipofize, vplivajo na rast, ce- povratne zanke omogočajo natančno razvoj zrelih jajčec ali semenčic. lični metabolizem, čustva in fiziologijo uravnavanje ravni hormonov v telesu. Sproščeni spolni hormoni se nato reprodukcije, lakote, žeje in stresa. Ena od tri-hormonskih kaskad ureja vežejo na receptorje v hipotalamusu 68 Spoznanja o možganih | society for neuroscience Telo v ravnovesju 10 in sprednji hipofizi ter uravnavajo na fiziološke spremembe. Možgani zmenek na slepo, rok v službi, bolečine nadaljnje sproščanje hipotalamičnih vsebujejo receptorje za številne od v trebuhu, odkritje, da so vlomili v sta-in hipofiznih hormonov. Vendar se teh hormonov, vendar za razliko od novanje, nastop na karaokah — sproži regulacija reproduktivnih povratnih hipofiznih njihovega izločanja ne to reakcijo. Znanstveniki to imenujejo zank razlikuje med spoloma. uravnavajo neposredno. Namesto stresni odziv, ki ga telo v določeni meri Spolni hormoni pri moških tega vezava teh hormonov na nevron- vključi kot odziv na katero koli zunanjo povzročijo enostavne negativne ske receptorje povzroči spremembo ali notranjo grožnjo homeostazi. povratne zanke, ki zmanjšajo izločanje izhodnih signalov nevronskih mrež, GnRH, luteinizirajočega hormona in kar povzroči vedenjske spremembe s Stresni odziv folikel stimulirajočega hormona. Med- homeostatičnimi učinki. Primer tega Stresni odziv povezuje tri vzpo-sebojno delovanje naštetih hormonov sta hormona, imenovana leptin in redne komunikacijske sisteme v ustvarja ponavljajoči se pulz GnRH, grelin. možganih tako, da usklajuje aktivnost ki doseže vrhunec vsakih 90 minut. Leptin in grelin spreminjata prostovoljnega in neprostovoljnega Vsakodnevno naraščanje in upadanje prehranjevalno vedenje z uravna- živčnega sistema, mišic in presnove nivoja GnRH ohranja relativno stabilen vanjem vnosa hrane in ravnovesja ter s tem doseže cilj obrambe pred nivo testosterona v telesnih tkivih, energije. Oba hormona vplivata na nevarnostjo. ohranja moško spolno slo in omogoča občutek lakote in se sproščata kot Sporočila, ki pridejo do mišic proizvodnjo semenčic v testisih. odgovor na spremembe v notranjih preko somatskega živčnega sistema Nekatere povratne zanke so zalogah energije pri živalih, vendar (pod vplivom naše volje), pripravijo pri ženskah bolj zapletene. V mesec imata različne učinke na omrežja, ki telo na »boj ali beg« pred nevarnostjo dni trajajočem menstrualnem ciklu jih urejata. Grelin poskrbi za prehra- (angl. fight-or-flight response). Spo-imajo ženski spolni hormoni spod- njenost telesa. Ko je želodec prazen, ročila, poslana prek avtonomnega budne in zaviralne učinke na izločanje se grelin sprošča iz stene prebavil in živčnega sistema (brez vpliva naše GnRH, FSH in LH. aktivira omrežja za lakoto v hipotala- volje), pa preusmerijo hranila in kisik Ko so ravni estrogena in musu, ki sprožijo iskanje hrane. Ko je v te mišice. Simpatično živčevje pove progesterona nizke, naraščanje želodec poln, se sproščanje grelina sredici nadledvičnice, naj sprosti izločanja FSH sproži zorenje jajčeca in ustavi in tako zmanjša željo po hrani. hormon adrenalin (imenujemo ga proizvodnjo estrogena. Porast estro- V nasprotju leptin pomaga ohranjati tudi epinefrin), ki pospeši utrip srca gena spodbudi izločanje LH. Nadaljnji telesno maso znotraj določenega in sprosti stene arterij, ki oskrbujejo porast estrogena in progesterona razpona. Leptin proizvajajo maščobne mišice s krvjo, tako da lahko hitreje od-zavre izločanje FSH, kar omeji število celice in se sprošča, ko so zaloge ma- reagirajo, in omeji pretok krvi v druge jajčec, ki dozorijo v enem mesecu. ščobe velike. Ko se veže na nevrone organe, vključno s kožo, spolnimi žle-Učinki spolnih hormonov na LH pa so v hipotalamusu, leptin zavira pojav zami, prebavnim traktom in ledvicami. spodbudni in nenaden porast izloča- lakote in zmanjšuje željo po hrani. Nazadnje se kaskada nevroendokrinih nja LH sproži ovulacijo. Po ovulaciji Ko se zaloge maščobe porabijo, se hormonov, ki izvirajo iz hipotalamusa visoke serumske koncentracije spolnih ravni leptina zmanjšajo, kar prispeva k in sprednjega dela hipofize, sprosti v hormonov znova zavirajo izločanje pogostejšemu prehranjevanju obnovi kri, s čimer vpliva na procese, kot sta GnRH, FSH in LH, kar zmanjša aktiv- maščobnih zalog. presnova in spolna funkcija, hkrati pa nost jajčnikov in nadaljnje izločanje spodbudi skorjo nadledvične žleze, da spolnih hormonov. Padec serumske STRES v kri sprosti glukokortikoidne hormone, koncentracije estrogena in proge- Ko se počutimo ogrožene, telo re- kot je kortizol. sterona omogoči vnovičen porast agira na stereotipne načine. Dihanje je Glukokortikoidni hormoni izločanja FSH in s tem začetek novega hitrejše, srčni utrip se pospeši, mišice se se vežejo na mnoga tkiva v telesu in cikla. napnejo in pripravijo na akcijo. Ti odzivi povzročajo obsežne učinke, ki telo Mnogih drugih hormonov so morda pomagali našim prednikom pripravijo za odziv na potencialne ne uravnava hipofiza, temveč jih pri bežanju pred plenilci, vendar lahko nevarnosti. Ti hormoni spodbujajo sproščajo specifična tkiva kot odziv vsaka stresna situacija — prepir s starši, proizvodnjo in sproščanje krvnega society for neuroscience 69 | Spoznanja o možganih 10 Telo v ravnovesju sladkorja iz mest shranjevanja, kot so idom tudi prispeva k razvoju hiperten- pri razvoju možganov pred rojstvom. jetra, da mišice dobijo energijo. Prav zije (visokega krvnega tlaka) in Če nosečnica trpi za kroničnim stresom, tako se vežejo na možganske pre- arteroskleroze (zatrditve arterij) ter lahko povišani stresni hormoni preha-dele, ki povečajo pozornost in učenje. povečuje tveganje za srčni napad. Ker jajo skozi posteljico in vplivajo na razvoj Pomagajo tudi zavirati manj bistvene ti hormoni zavirajo delovanje imun- njenega ploda. Glukokortikoidi so tran-funkcije, kot so rast in imunske reak- skega sistema, zmanjšujejo tudi skripcijski dejavniki, ki se lahko vežejo cije, dokler se nevarnost ne konča. odpornost proti okužbam in vnetjem. na DNK in vplivajo na to, kateri geni Lahko si predstavljamo, kako Kronični stres ima lahko tudi spe- bodo izraženi kot proteini. Raziskave na (in zakaj) te fiziološke spremembe cifične negativne učinke na zgradbo živalskih modelih so pokazale, da imajo naredijo telo budno in pripravljeno in delovanje možganov. Trajno visoke dojenčki mater z visokimi ravnmi glu-na akcijo. Toda ko gre za stres, telo ravni glukokortikoidov zavirajo rast kokortikoidov v krvi med nosečnostjo ne more razlikovati med nevarnostjo nevronov v hipokampusu, kar ovira pogosto nižjo porodno težo, zapoznelo obračuna z divjim slonom in frustracijo normalne procese oblikovanja in prik- dosegajo razvojne mejnike in so vse zaradi zastoja v prometu. Ko je stres lica spominov. Hormoni stresa lahko življenje bolj podvrženi prekomernemu odzivu na stres. Ker lahko presnovni stresorji, kot je stradanje, povzročijo visoke ravni glukokortikoidov, se domneva, da ti K hormoni pomagajo pripraviti plod ronični stres ima lahko tudi specifične na okolje, v katerega bo rojen. Težka stresna okolja spodbujajo presnovne negativne učinke na možganska tkiva in procese, ki skladiščijo energijo, kar po- meni, da se ti posamezniki lažje redijo. funkcije. Slednje pa je žal povezano z večjim tve- ganjem za razvoj kroničnih presnovnih bolezni, kot sta debelost ali diabetes, še posebej, če odraščajo v okoljih z nižjim stresom in obilico hrane. kroničen, ne glede na njegov vzrok, zavirajo nevronske poti, ki so običajno Učinki stresa se lahko prene-nadledvične žleze neprenehoma izlo- aktivne pri odločanju in kogniciji, ter sejo celo na naslednje generacije prek čajo adrenalin in glukokortikoide. Šte- pospešijo starostni upad umskih spo- epigenetskih mehanizmov. Kronični vilne raziskave na živalih in ljudeh so sobnosti. Lahko prispevajo k poslab- stres lahko spremeni oznake na mo-pokazale, da dolgotrajna izpostavlje- šanju škode, ki jo povzroči možganska lekulah DNA, ki uravnavajo izražanje nost tem hormonom lahko škoduje. kap, in povzročajo motnje spanje, saj genov v celici. Nekateri raziskovalni je prisotnost kortizola pomemben izsledki kažejo, da se enake epigenet- Kronični stres signal za budnost v možganih, zato ske spremembe lahko prenesejo tudi Pretirana izpostavlje- lahko visoka raven kortizola zaradi kro- na potomce, če so prisotne v celicah, iz nost glukokortikoidom ničnega stresa zakasni spanec. Zaradi katerih se razvijejo jajčeca ali semen- lahko okvari širok nabor fizioloških stresa povzročena nespečnost lahko čice. Nadaljnje raziskave bodo morda sistemov. Lahko povzroči atrofijo sproži začaran krog, saj stres zaradi po- razkrile, ali ima kronični stres podobne mišic, spodbudi telo, da shranjuje manjkanja spanja povzroči sproščanje učinke pri ljudeh in vpliv dedovanja uti-energijo kot maščobo in ohranja krvni še večje količine glukokortikoidov. šanih ali aktiviranih genov na družinsko sladkor pretirano visok — vse to lahko Učinki kroničnega stresa lahko celo anamnezo za bolezni, kot so rak, debe-poslabša simptome sladkorne bolezni. presegajo en sam organizem, saj glu- lost, bolezni srca in ožilja ter duševne ali Pretirana izpostavljenost glukokortiko- kokortikoidi igrajo pomembno vlogo nevrološke bolezni. 70 Spoznanja o možganih | society for neuroscience POGLAVJE 11 Razvojne MOTNJE AVTISTIČNEGA SPEKTRA Avtizem velja za otroško razvojno motnjo, pri kateri pa večina simptomov posameznike motnje spremlja vse življenje. Nekateri poleg tega trpijo tudi za razpoloženjskimi in anksioznimi motnjami, epileptičnimi napadi, intelektualno manjz- možnostjo, motnjo pomanjkanja pozornosti s hiperaktivnostjo (angl. attention deficit hyperactivity disorder – ADHD) ali obsesivno-kompulzivno motnjo (angl. obsessive-compulsive disorder – OCD). Kljub temu je več kot 40 odstotkov posameznikov z motnjo avtističnega spektra (nadpovprečno) inteligentnih. Ker se simptomi gibljejo med blago in hudo zaostalostjo, avtizem velja za spektralno motnjo. Za postavitev diagnoze motnje avtistič- nega spektra (MAS) je potrebno izpolnjevati dva pogoja, in sicer: omejenost medosebnega sporazume- vanja in interakcije ter ponavljajoči se vzorci vedenja oz. ozko, obsesivno zanimanje za določeno področje. Nekateri posamezniki z MAS na primer niso zmožni govoriti, medtem ko so ostali morda nerodni v družbi, a imajo vseeno obogaten dar govora. Veliko odraslih gleda na svojo diagnozo MAS s pozitivne plati, saj jim omogoča drugačen pogled na svet ter jih spodbuja k razvoju poglobljenega znanja na določenih področjih, in ne kot na bolezen, ki jo je treba pozdra- viti. Približno vsak oseminšestde- seti Američan pri osmih letih izpol- njuje pogoje za postavitev diagnoze motnje avtističnega spektra. Pojavnost motnje se občutno povečuje od 70. let prejšnjega stoletja naprej, a ni povsem jasno, ali temu botrujejo predvsem spremenjeni pogoji za postavitev diagnoze in večja prepoznavnost MAS. Diagnoze avtizma so v večji 71 11 Razvojne motnje meri deležni fantje, celo štiri- do socialne disfunkcije. Med omenjene vedenja. Te spremembe pa izzvenijo z petkrat bolj pogosto kot dekleta, kar gene uvrščamo: FMR1 (ki nosi zapis uporabo zdravil, ki zavirajo delovanje bi lahko bila posledica prenizke na- za beljakovino, povezano z umsko signalne poti mTOR. Klinična preskuša-tančnosti diagnosticiranja pri dekletih. zaostalostjo pri sindromu krhkega nja takšnih zdravil (npr. rapamicina in Povečano tveganje za razvoj MAS se kromosoma X, njegova nemutirana lovastatina) so že v teku. med drugim povezuje z okoljskimi različica pa je ključna za normalen ko- Vsem napredkom navkljub je dejavniki, kot so (višja) starost staršev gnitivni razvoj), PTEN (ki nosi zapis za genetika avtizma tako kompleksna, da ob rojstvu otrok, vročina ali okužbe tumorje zavirajoči encim; ta uravnava je ni mogoče uporabiti pri postavljanju tokom nosečnosti ter prezgodnji celično delitev in skrbi, da se celice ne diagnoze. Za razliko od sladkorne bo-porod. Od številnih raziskav nobena ni delijo ali rastejo prehitro) in TSC1 ali lezni ter bolezni ledvic ali ščitnice pri odkrila povezave med otroškimi cepivi TSC2 (kompleksa tuberozne skleroze avtizmu ne poznamo nobenih bioke-in pogostejšimi diagnozami MAS. 1 in 2), ki prav tako nosita zapis za mičnih ali podobnih bioloških ozna-Na razvoj avtizma naj bi vsaj delno beljakovine, ki nadzirajo rast celic in čevalcev. Trenutno lahko diagnozo vplivala genetika, ampak kako bi lahko njihovo velikost. Med 50 in 60 odstotki postavimo le na podlagi vedenjske to potrdili? Preprost pristop k rešitvi ljudi s sindromom krhkega kromo- analize, vendar pa stremimo k uporabi tega vprašanja je primerjava dvojčkov soma X in okoli 40 odstotkov tistih s bolj nepristranskih metod, kot sta sle-– če ima eden v paru enojajčnih dvojč- kompleksom tuberozne skleroze ima denje očesnim premikom in funkcijsko kov postavljeno diagnozo MAS, potem postavljeno diagnozo MAS. Otrokom slikanje možganov, ki se lahko opravi ima drugi dvojček več kot 50-odstotno z variacijo gena NF-1 se v otroštvu raz- tudi pri dojenčkih. možnost za postavitev iste diagnoze. vijejo številni tumorji (nevrofibroma- Kako zgodaj lahko odkri-Tudi diagnoza MAS, ki jo prejme sta- toza), raziskava iz leta 2011 pa je prišla jemo prisotnost MAS? Starši navadno rejši sorojenec, lahko za 20 odstotkov poveča verjetnost enake diagnoze pri mlajših sorojencih. G Genetika avtizma je povečini zelo enetika avtizma je povečini zelo kompleksna in vključuje večje število genov, zaradi česar si skorajda noben kompleksna in vključuje večje število genov, primer ni enak. Zahvaljujoč visoko zmogljivim genomskim analizam pa zaradi česar si skorajda noben primer ni enak. smo razširili mrežo potencialnih ge- nov, določili njihove vloge v telesnih procesih in prispeli do novih možnih do zaključka, da vsaj desetina teh opazijo zaostanek v razvoju že pred terapevtskih pristopov. otrok tudi dosega merila za diagnozo otrokovim prvim rojstnim dnem, Videti je, da veliko genov, četudi v motnje avtističnega spektra. precej zanesljiva diagnoza pa se lahko manjši meri, prispeva k dednosti Zanimivo je, da vsi omenjeni geni na podlagi vedenjskih značilnosti večine primerov MAS. Ker pa je vpliv lahko vplivajo na eno glavnih signalnih postavi že pri dveh letih starosti. Kljub posameznega gena majhen, jih je poti za uravnavanje celične presnove, temu večina ameriških otrok diagnozo težko določiti s pomočjo asociacij- rasti in njihove delitve – signalno pot prejme šele pri približno štirih letih skih raziskav po celotnem genomu. mTOR. To dejstvo nakazuje možnosti in pol. Zaradi dokazane učinkovitosti Znanstveniki se zato osredotočajo na zdravljenja motenj avtističnega spek- zgodnjega posredovanja pri otrocih redke variacije, ki jih povezujejo z MAS; tra z zdravili, ki ciljajo na mTOR. raziskovalci upajo, da bodo nep-njihova prisotnost pri posameznikih je Na primer, laboratorijske miši z mu- ristranske metode omogočile hitrejše sicer manj pogosta, a zaradi velikosti tacijo gena PTEN izkazujejo podobne postavljanje diagnoze in intervencijo. vpliva lažje sledljiva. Nekatere od teh značilnosti kot ljudje z enako varia- Četudi so vzroki in značil-mutacij so prisotne na točno določe- cijo omenjenega gena, kar vključuje nosti avtizma na molekularni ravni nih genih, katerih poškodbe vodijo spremembe v družbenih odnosih, še nepojasnjeni, domnevamo, da do do intelektualne manjzmožnosti in anksioznost in ponavljajoče se vzorce motnje pride zaradi neobičajnega 72 Spoznanja o možganih | society for neuroscience Razvojne motnje 11 celičnega razvoja v možganski skorji, in impulzivnim vedenjem. Čeprav je posrednik, ki sodeluje pri vedenjskih ki igra ključno vlogo pri spominu, po- večina otrok na neki točki hiperaktiv- vzorcih nagrajevanja. zornosti, zaznavanju, jeziku in drugih nih in impulzivnih z nihajočo pozor- Posameznikov z ADHD še ne funkcijah. Tako v beli kot sivi možga- nostjo, so ti simptomi pri otrocih z znamo ozdraviti, lajšanje simptomov novini posameznikov z MAS lahko ADHD veliko bolj izraziti in dolgotrajni. pa vključuje razna zdravila in vedenj-opazimo dosledne, komaj zaznavne Takšni otroci težko sklepajo trdna pri- ske terapije ali oboje hkrati. Zanimivo spremembe. Dolgoročne raziskave jateljstva, njihove ocene v šoli pa bolj je, da med zdravili za ADHD najdemo so pri manjšinskem delu otrok z MAS odražajo vedenjske vzorce kot aka- tako stimulanse, npr. metilfenidat, kot zabeležile večjo prostornino in hitrejšo demsko nadarjenost. Izvršilne funkcije, nestimulanse. Zdravila učinkujejo s rast možganov od običajnega. Pri osta- s pomočjo katerih otroci navadno podaljšanim sproščanjem, zato otroci lih otrocih z MAS so zaznali nenavaden dokončajo začete projekte, se spom- lahko nemoteno spremljajo pouk. Za razvoj in neučinkovitost možganskih nijo na šolsko nalogo in lahko sledijo izbiro pravega zdravila in prave doze povezav na zadnjem delu možganske večstopenjskemu načrtu, pri otrocih z je ob podpori specialista potrebno skorje. Izsledki kažejo, da na prehodu ADHD predstavljajo velik izziv. Mladi z preizkusiti različne kombinacije, saj je iz otroštva v odraslo dobo prihaja do ADHD tudi redkeje zaključijo srednjo količina zdravila odvisna od otroko-neobičajne aktivnosti v možganski šolo in so bolj pogoste žrtve samomo- vega metabolizma, nadzorovati pa je skorji posameznikov z MAS, zato se rov. potrebno tudi stranske učinke. Kljub informacije ne povezujejo, kot bi se Za ADHD ne poznamo nobenih temu se večina otrok z ADHD zdravi morale skozi različna možganska nepristranskih testov, zato postavlja- pri pediatrih, ki jim tudi postavijo dia-omrežja. nje diagnoze zahteva celostno obrav- gnozo. Učinkovite vedenjske terapije Trenutno ne poznamo snovi, navo, vključujoč klinične intervjuje predstavljajo organizirana podpora, ki bi lahko »ozdravila« avtizem. Neka- ter ocene staršev in učiteljev. Ker so telovadba in meditacija. tere simptome lahko olajšajo zdravila, motnje pozornosti in hiperaktivnost ki se sicer uporabljajo za lajšanje lahko tudi posledica depresije, motenj DOWNOV SINDROM drugih stanj, kot je anksioznost, veliko spanja in učnih težav, je potrebna Downov sindrom je ime dobil po raziskav pa je poročalo o družbeni natančna ocenitev vzroka simpto- angleškem zdravniku, ki je sindrom dobrobiti zdravljenja z oksitocinom, mov. Diagnozo ADHD otrok prejme prvi opisal leta 1866; sto let, preden so hormonom, ki utrjuje medosebne vezi, ob prisotnosti resnih težav s pozor- znanstveniki določili vzrok za njegov vendar zaključki niso enotni. Pri tako nostjo in vedenjem, ki ovirajo njegovo razvoj. Danes vemo, da gre za dodatno zahtevni motnji zato zaenkrat prideta normalno delovanje. Poleg tega mora (celostno ali delno) kopijo 21. kromo-v poštev le vedenjska terapija in dovolj do odstopanj v vedenju prihajati v soma. Ljudje z omenjenim sindromom zgodnje posredovanje. različnih okoliščinah – ne le doma ali v imajo tri kopije genetskega materiala šoli, ampak povsod. namesto dveh. V nekaterih primerih se MOTNJA POMANJKANJA Čeprav je ADHD dedne dodatna kopija oz. trisomija ne ponovi POZORNOSTI S narave, ni znano, kateri geni vplivajo v vsaki celici, zaradi česar pride do t. HIPERAKTIVNOSTJO na razvoj motnje. Vpliv pa imajo lahko i. mozaicizma, ko v telesu najdemo Motnja pomanjkanja pozornosti tudi okoljski dejavniki tveganja, kot so mešanico dveh tipov celic: ene vse- s hiperaktivnostjo (ADHD) je ena na- hude stiske zgodaj v otroštvu, izpo- bujejo 46 kromosomov, druge pa 47 jpogostejših otroških diagnoz. V letu stavljenost svincu in nizka porodna kromosomov. Po zadnjih podatkih ima 2014 je okoli 11 odstotkov ameriških teža. Pri ljudeh z ADHD ne prihaja okoli 250.000 Američanov postavljeno staršev poročalo o diagnozi ADHD, ki do očitnih sprememb v možganih, diagnozo Downovega sindroma. so jo prejeli njihovi otroci, stari od 4 vseeno pa so raziskovalci odkrili spre- Ne vemo, kaj povzroča dotično do 17 let. Pri 30 odstotkih diagnosti- membe v sestavi možganskih celic in genetsko spremembo, a starost ma-ciranih motnja vztraja tudi v odrasli njihovi sposobnosti preoblikovanja. tere predstavlja pomemben dejavnik dobi. Pri nekaterih posameznikih so zaznali tveganja. Ženske, ki rodijo po 40. letu Za ADHD je značilna motnja nenavadne aktivnosti možganskih starosti, imajo 8,5-krat večjo možnost pozornosti, skupaj s hiperaktivnostjo celic, ki sproščajo dopamin, tj. kemični za otroka z Downovim sindromom kot society for neuroscience 73 | Spoznanja o možganih 11 Razvojne motnje ženske, stare od 20 do 24 let. Tudi oče- zdravljenja niti nobene jasne raz- pri govoru. Dislektiki potrebujejo več tova starost lahko vpliva na večjo mož- lage za dogajanje v možganih. Šibke časa, da ustno odgovarjajo na vpra-nost za razvoj sindroma pri otroku. nevronske povezave v hipokampusu, šanja, in včasih berejo počasneje od Od leta 2011 matere lahko opra- ki igra pomembno vlogo pri spomin- sovrstnikov. Diagnoza disleksije se vijo krvni test za preverjanje prisotno- skih procesih (in ga Alzheimerjeva navadno postavi v osnovni šoli, ko se sti Downovega sindroma pri plodu. bolezen najprej prizadene), naj bi pri otroku opazi počasno branje ali Nekoč so zaradi manj varnih načinov bile glavni krivec za spremembe v težave z branjem. Četudi posamezniki testiranja te izvajali le pri starejših možganih oz. umskih zmožnostih pri izpilijo svoje bralne sposobnosti in te-nosečnicah, katerih plod ima nasploh ljudeh z Downovim sindromom. Tudi kočnost govora, jih disleksija spremlja višje tveganje za razvoj Downovega nepravilno delovanje mitohondrijev, do konca življenja. sindroma. Mlajše matere do poroda t. i. celičnih elektrarn, bi lahko nosilo Pri razumevanju črk in besed niso vedele, ali se bo njihov otrok rodil delno krivdo za razvoj motenj, ki vklju- na papirju ter pomnjenju njihove izgo-s sindromom ali ne. V primerjavi z inva- čujejo energijski metabolizem, kot sta vorjave in pomena sodelujejo različna zivnimi testiranji, kot sta amniocenteza sladkorna in Alzheimerjeva bolezen. možganska področja. Raziskave s slika-in biopsija horionskih resic, dandanaš- Znanstveniki so začeli gojiti njem možganov kažejo, da so te regije nji krvni testi ne predstavljajo nevar- matične celice plodov z Downovim slabše povezane pri posameznikih z nosti za plod, zato se lahko izvajajo sindromom ter jih uporabljati za testi- disleksijo. Eno od omenjenih področij tudi pri mlajših nosečnicah, ki imajo ranje potencialnih terapij in preverbo najdemo na levi strani možganov; sicer precej manj možnosti za otroka z molekularnih poti, ki so vpletene v imenuje se področje za oblikovanje Downovim sindromom. razvoj sindroma. V eni takšnih raziskav besed ter sodeluje pri prepoznavi črk Otroci z Downovim sindromom so raziskovalci vzeli gen, ki navadno in besed na papirju. Pri ljudeh z disle- imajo značilne obrazne poteze, ki inaktivira drugi kromosom X pri ksijo so zaznali tudi manjšo aktivnost vključujejo sploščen obraz in nosni ko- samicah sesalcev, in ga spojili z ma- v levem zatilno-senčnem režnju, ki je ren, mandljasto obliko oči ter majhna tično celico, ki je vsebovala tri kopije najbolj vpleteno v proces tekočega ušesa. Navadno imajo tudi manjša kromosoma 21. V takšnih celicah je branja. Znanstveniki verjamejo, da so stopala in dlani, so nižje postave in inaktivacijski gen onemogočil izraža- razlike v delovanju možganov priso-z nizkim mišičnim tonusom. Njihove nje genov na dodatnem kromosomu tne že pred očitnim nastopom težav umske sposobnosti so večinoma 21, ki sodeluje pri razvoju Downovega z branjem in jezikom. Obstaja tudi nizke do zmerne, vendar nekateri sindroma. Četudi smo še precej od- možnost, da dislektiki manj berejo in vseeno pridobijo srednješolsko ali celo daljeni od dejanske klinične uporabe, zato se možganske regije, povezane z višješolsko izobrazbo, veliko pa se jih se model uporablja za odkrivanje branjem, ne razvijejo do konca. Ljudje tudi zaposli. Med simptome Downo- sprememb in celičnih nepravilnosti, do z disleksijo pomanjkanje aktivnosti na vega sindroma štejemo tudi okvaro ali katerih privede potrojitev 21. kromo- levi strani možganov nadomestijo z izgubo sluha, srčne napake ter visoko soma, hkrati pa upamo na čimprejšnje večjo aktivnostjo na desni. tveganje za zgodnji razvoj Alzheimer- odkritje zdravila. Genske analize so odkrile jeve bolezni po 40. ali 50. letu starosti. peščico genov, za katere so na pod- 21. kromosom vsebuje gen, ki nosi DISLEKSIJA lagi raziskav na živalih ugotovili, da zapis za amiloidni prekurzorski protein Disleksija je najbolj pogosta in vplivajo na migracijo možganskih celic (APP), ta pa lahko predstavlja dejavnik najbolje raziskana motnja tekom razvoja, kar posledično vodi do tveganja za Alzheimerjevo bolezen; učenja, ki prizadene kar od 15 do 20 sprememb v možganski povezanosti. prisotnost kopije tega gena lahko odstotkov vseh Američanov. Ljudje z Disleksija je dedna, zato ima vsaj po-sproži zgodnji razvoj bolezni. Ljudje z disleksijo imajo izrazite težave z lovica dislektikov v družini še nekoga mozaičnim Downovim sindromom pa branjem, kljub običajnim umskim s to motnjo. Če ima eden od dvojč-imajo bolj milo obliko simptomov in sposobnostim, izobrazbi in motivaciji. kov postavljeno diagnozo disleksije, večjo možnost za preživetje po 50. letu Simptomi vključujejo težave z izgovor- potem obstaja med 55 in 70 odstotki starosti. javo, tekočim branjem, pomnjenjem možnosti, da jo ima tudi drugi dvoj- Za Downov sindrom ne poznamo besed, pravopisom in oklevanjem ček. Vseeno pa je genetika disleksije 74 Spoznanja o možganih | society for neuroscience Razvojne motnje 11 kompleksna ter vključuje širok nabor prekomerne aktivnosti v možganskih hkrati nastopi več vrst napadov. genov in okoljskih dejavnikov. celicah, lahko trajajo tudi do pet Epilepsija vznikne iz različnih vzro-Disleksijo zdravimo s pomočjo ve- minut. Nekateri napadi se kažejo kot kov, zato se smatra za spekter, in ne denjskih in izobraževalnih terapij, ki strmenje v prazno, pri drugih pa se enolično motnjo. Med vzroke za razvoj vključujejo različne vaje, npr. delitev oboleli sesede, prične se tresti in se ne epileptičnih napadov štejemo prezgo-besede v posamezne glasove in po- zaveda dogajanja okoli sebe. Nabor dnji porod, poškodbe možganov in vezovanje glasov v določene črkovne simptomov in posnetkov EEG po nepravilen razvoj na podlagi genetskih vzorce. Nekateri znanstveniki se zana- napadu uporabljajo za razlikovanje dejavnikov. Nekatere lastnosti epilep-šajo na otrokovo sposobnost hitrega med različnimi vrstami epilepsije ter tičnih bolnikov, kot so velikost glave, in avtomatskega poimenovanja stvari določanje izvora napadov, ki so lahko gibalne motnje in družinska anam-za postavitev diagnoze. Hitro, samo- posledica epilepsije ali pa jih sproža neza, pričajo v prid vplivu genetike na dejno poimenovanje ter sposobnost drugo zdravstveno stanje. razvoj motnje. prepoznavanja in uporabe različnih Epileptične napade razvrščamo Napadi lahko spremljajo ali celo povzročajo umske in psihiatrične težave. V nekaterih primerih napadi za- tirajo dendritično rast in s tem vplivajo E na bolnikovo čustveno nestanovitnost ter zmanjšane učne sposobnosti. pilepsija vznikne iz različnih vzrokov, zato Zdravljenje epilepsije je usmer- se smatra za spekter, in ne enolično motnjo. jeno k obvladovanju napadov s pomočjo zdravil ali prehrane. Večini bolnikov pomaga že ena sama vrsta zdravila, nekaterim pa to ne zadostuje. glasov sta pogosto oškodovana pri lju- glede na območje aktivnosti v možga- Polovica ljudi z epilepsijo, predvsem deh z disleksijo. Na podlagi omenjenih nih. Generalizirani napadi prizadenejo tisti, ki trpijo za splošno obliko, lahko zmogljivosti se pri predšolskih otrocih obe možganski polobli. Vključujejo zmanjšajo število napadov s pomočjo lahko napove raven njihovih bralnih absence (nekdaj imenovane petit ketogene diete. Slednja predpisuje sposobnostih v prihodnosti. Raziskave mal), ki se navzven kažejo kot silovito hrano z visoko vsebnostjo maščob in predlagajo uporabo fonoloških in mežikanje ali strmenje v prazno, ter to- nizkim vnosom ogljikovih hidratov, večstopenjskih jezikovnih terapij za nično-klonične napade (nekdaj grand a razlog za njeno učinkovitost ostaja čim večji napredek. mal), kjer se žrtev lahko zgrudi, tresejo neznanka. Bolj resni primeri, kjer jo mišični krči, včasih tudi zakriči in zdravila ne zadostujejo, imajo na voljo EPILEPSIJA izgubi zavest. Žariščni ali parcialni tudi operacijo, pri kateri se odstrani ali Če posameznik doživi dva ali napadi so omejeni na eno možgansko inaktivira tisti del možganov, kjer se več epileptičnih napadov, ki jih ne področje. Enostavni žariščni napad se sprožajo oz. začenjajo epileptični na-more pojasniti nobeno trenutno lahko kaže s trzanjem in spremenjeno padi. V ekstremnih primerih, kjer ena zdravstveno stanje, kot sta vročina čutno zaznavo, kar lahko vsili nena- stran možganov sproži epileptični na-ali nizka raven glukoze v krvi, mu bo vadne vonjave in okuse. Kompleksni pad na drugi strani, lahko operirajo in postavljena diagnoza epilepsije, katere žariščni napadi lahko žrtev tako zme- ločijo prečnik ali corpus callosum, velik ime izhaja iz grške besede, ki pomeni dejo, da ni sposobna odgovarjati na snop možganske beline, ki povezuje »zajeti«, »napasti« ali »prijeti«. Približno vprašanja ali slediti navodilom. Obsta- obe polobli. S takšnim obvladovanjem en odstotek ameriških otrok in 1,8 jajo tudi sekundarni generalizirani epileptičnih napadov si lahko bolniki odstotka odraslih je prejelo diagnozo napadi, ki se sprožijo v eni polobli in povrnejo normalno življenje. omenjene možganske motnje. Epi- nato zajamejo večji del možganov. Pri leptični napadi, ki se sprožijo zaradi ljudeh s hudo obliko epilepsije lahko society for neuroscience 75 | Spoznanja o možganih POGLAVJE 12 Duševne Kot velja za mnoga obolenja, tudi duševne motnje povzročajo raz-lični dejavniki. Genetika pri tem igra pomembno vlogo, saj je veliko motnje psihiatričnih stanj dedne narave. Kljub temu pa to ne pomeni, da bo posa- meznik zaradi sorodnikov z anksiozno motnjo, shizofrenijo, depresijo ali drugimi obolenji tudi sam trpel enako usodo. Obstaja mnogo okoljskih dejavnikov, kot so življenjske okoliš- čine, zdravstveno stanje in medosebni odnosi, ki pomembno vplivajo na psihološki razvoj. Okoljski dejavniki so lahko negativni, npr. smrt bližnjega, revščina, odvisnost ali izpostavljenost nasilju (v vojni), ali pa nas dejansko ščitijo. Med tako imenovane dejavnike trdoživosti spadajo: stabilen podporni sistem družine in prijateljev, učinko- vite tehnike spoprijemanja, telesna aktivnost in sodelovanje pri različnih dejavnostih. ANKSIOZNE MOTNJE IN POSTTRAVMATSKA STRESNA MOTNJA Vsakdo se občasno spopada s tesnobo in zaskrbljenost je normalen, zdrav odziv na negotovost ali nevarnost. Nezdrava in neobvla- dljiva tesnobnost pa je skupni imeno- valec različnim duševnim motnjam, kot so posttravmatska stresna motnja (angl. post-traumatic stress disorder - PTSD), obsesivno-kompulzivna motnja (angl. obsessive-compulsive disorder - OCD) ter panični napadi. Tako imenovane anksiozne motnje so najbolj razširjene duševne motnje v ameriški družbi. Pogosteje se razvijejo pri ženskah, česar ne znamo povsem razložiti, a gotovo so za to vsaj delno krive biološke ter psihosocialne razlike med spoloma. Zdravila za duševne motnje delu- jejo na podlagi sprememb v koncen- Duševne motnje 12 traciji živčnih prenašalcev, ki prenašajo jim zato ne prinašajo večjega zado- neodzivnih na standardne metode signale med možganskimi regijami. voljstva. zdravljenja z zdravili ali vedenjskimi Selektivni zaviralci ponovnega priv- Raziskave z dragimi napra- terapijami. DBS so prvič uporabili pred zema serotonina (angl. selective vami za slikanje možganov so nevroz- 30 leti za zdravljenje gibalnih motenj, serotonin reuptake inhibitors – SSRI) nanstvenikom omogočile določanje npr. Parkinsonove bolezni, zdaj pa jo dvigujejo raven serotonina, ki ga pri možganskih regij, ki sodelujejo pri ob- preiskujejo za dodatno uporabnost. Pri večini duševnih motenj primanjkuje. sesijah in kompulzijah. Ena od teh regij tej metodi v določene predele mož-Benzodiazepini (npr. diazepam) so bili so bazalni gangliji, ki nam v povezavi z ganov vstavijo elektrode, ki oddajajo nekdaj standardno zdravilo za anksio- možgansko skorjo omogočajo spo- visokofrekvenčne električne pulze za znost, saj dvigujejo raven zaviralnega sobnost gibanja in razmišljanja, hkrati ponovno vzpostavitev normalnega živčnega prenašalca - gama-ami- pa sodelujejo pri rutinskih vzorcih proženja živčnih celic. Znanstveniki nomaslene kisline (GABA). Slednji vedenja oz. navadah. Bazalni gangliji raziskujejo možnosti uporabe DBS v deluje kot »nevronska zavora« in niža so vpleteni tudi v možganske poti bazalnih ganglijih in drugih predelih aktivnost živčnih celic v predelih mo- nagrajevanja, dobro počutje ter učenje možganov za lajšanje simptomov žganov, ki so pomembni za anksiozna in spomin, vse omenjene procese pa OCD. stanja. Ker pa benzodiazepini lahko poganjajo živčni prenašalci, kot so povzročijo odvisnost, niso več prva dopamin, serotonin in glutamat. Poti Panična motnja izbira za zdravljenje anksioznosti. nagrajevanja so navadno oškodovane Panična motnja je vrsta anksi- pri ljudeh z duševnimi motnjami in ozne motnje, za katero so značilni Obsesivno-kompulzivna motnja težavami z odvisnostjo. nenadni in nepričakovani napadi OCD je razširjena kronična motnja, Znanstveniki sumijo, da moten intenzivnega, nerazumljivega strahu, ki že v imenu razkriva svoje simptome: prenos signalov od bazalnih ganglijev ki jih spremljajo zastrašujoči telesni neobvladljive, ponavljajoče se misli do možganske skorje lahko vpliva na simptomi: oteženo dihanje, razbi-(t. i. obsesije) in ponavljajoči se vzorci ritualne vzorce vedenja. Raziskave, ki jajoče srce, potenje in vrtoglavica. vedenja, ki spominjajo na rituale (t. i. so preučevale ponavljajoče se vedenje Motnja je celo bolj pogosta od OCD, kompulzije), njihov namen pa je pre- pri miših, so odkrile električno aktiv- saj prizadene 2,7 odstotka odraslih ganjanje, lajšanje ali kompenziranje nost z začetkom in koncem v živčnih Američanov in podoben delež naj-za obsesije. OCD je prisoten pri enem celicah, ki povezujejo omejeni mož- stnikov. Panični napadi navadno tra-odstotku odraslih Američanov, ki ganski regiji. Če bi te tokokroge lahko jajo nekaj minut, včasih pa tudi dlje. diagnozo v povprečju prejmejo pri 19 spremenili ali »povozili«, bi morda raz- Ker se jih ne da predvideti, se ljudje letih. Obsesije se lahko precej razliku- bili vzorce obsesivno-kompulzivnega bojijo, da jih bodo doživeli v javno-jejo med seboj; nekateri posamezniki vedenja pri ljudeh z OCD. sti ali med vožnjo, kar še poglobi verjamejo, da bodo zboleli zaradi stika Okoli 70 odstotkom ljudi z njihovo tesnobo. Vsaj polovica ljudi s z okuženimi predmeti, ali pa mislijo, da OCD zdravila vsaj delno pomagajo, panično motnjo se sooča tudi z mot-morajo biti vedno popolni. Proti takim predvsem SSRI, ampak morajo preje- njami razpoloženja, kot sta depresija mislim se borijo s kompulzivnimi mati večje doze kot ljudje z depresijo. ali bipolarna motnja, in drugimi vzorci vedenja, na primer s prekomer- Če SSRI ne pomagajo pri obvladovanju duševnimi motnjami, kot so OCD, nim umivanjem rok ali pa neprestanim motnje, je potrebno poseči po drugih fobije in shizofrenija. Panično motnjo iskanjem napak in težav (npr. če so zdravilih, kot so triciklični antidepresiv zdravimo s psihoterapijo in zdravili doma pustili prižgane gospodinjske klomipramin in nevroleptiki oz. an- ali kombinacijo obojega. Navadno se aparate). OCD se lahko kaže tudi v tipsihotiki, od katerih imajo vsi resne uporablja selektivne zaviralce ponov-obliki bolezenskega kopičenja stvari, stranske učinke. Kognitivno-vedenjska nega privzema serotonina, v izrednih ki ga podžiga strah pred izgubo ali terapija tudi lahko pomaga pri zdra- primerih pa tudi benzodiazepine. pozabo pomembnih podatkov, če vljenju. Globoka možganska stimula-bi se stvari znebili. Obsesivne misli cija (angl. deep brain stimulation - DBS) Posttravmatska stresna motnja hudo bremenijo ljudi z OCD in četudi je terapevtski pristop, ki se uporablja PTSD ima za razliko od ostalih kompulzivna dejanja nudijo olajšanje, za zdravljenje posameznikov z OCD, psiholoških motenj točno society for neuroscience 77 | Spoznanja o možganih 12 Duševne motnje določen vzrok: grozljiv, travmatičen jih najdemo v zdravilih za previsok dovane pri ljudeh s PTSD, spodbujajo dogodek, kot so vojna, naravne krvni pritisk (prazosin) in učinkovinah, razvoj novih zdravil s ciljnim učinkom nesreče, teroristični napad, huda ki preprečujejo njegovo vezavo na na živčne funkcije teh predelov. Med nesreča ter psihološko ali spolno beta-adrenergične receptorje (propra- ta zdravila spadajo kanabinoidi, gluta-nadlegovanje v otroški ali odrasli dobi. nolol). Znanstveniki so zabeležili tudi mat in oksitocin (t. i. hormon ljubezni PTSD se lahko razvije kmalu po nizke vrednosti nekaterih živčnih ali hormon sreče, ki se tako pri moških travmatičnem dogodku, včasih pa prenašalcev, med drugim serotonina, kot pri ženskah sprošča ob orgazmu traja mesece ali leta, da se simptomi zato se za zdravljenje PTSD prav tako ter pri materah med porodom in zares izrazijo. Ponavadi so tako resni, uporabljajo SSRI. Tudi živčni prenaša- dojenjem). da vplivajo na medosebne odnose, lec nevropeptid Y naj bi nudil delno razmerja in delo. Nekateri ljudje za motnjo trpijo več let, preganjajo jih podobe iz preteklosti in nočne more, vsiljujejo se jim spomini na dogodek, S so ves čas vznemirjeni in v stanju likovne tehnike razkrivajo nevrobiološke pripravljenosti (t. i. prekomerna vzdramljenost). S tem se spopadajo podstati posttravmatske stresne motnje, tako, da se izogibajo okoliščin, ki bi lahko sprožile omenjene odzive, vključno s spremembami v zgradbi možganov. vseeno pa lahko doživljajo izgubo spomina, občutke krivde in pomanjka- nje zanimanja za vsakodnevne aktivnosti. Trenutno je najbolj učinko- zaščito pred razvojem PTSD. MOTNJE RAZPOLOŽENJA vita vrsta zdravljenja za PTSD kognitiv- Slikovne tehnike razkrivajo nevro- Razpoloženje je širok pojem, ki no-vedenjska terapija. biološke podstati PTSD, vključno s opisuje posameznikovo Nevroznanstveniki so pri ljudeh s spremembami v zgradbi možganov. splošno stanje uma. Lahko je ugoto-PTSD zabeležili fiziološke spremembe. Veliko ljudi s to motnjo ima manjši viti, kdo je dobre in kdo slabše volje. Te vključujejo povišan srčni utrip ter hipokampus (ključni del možganov za Razpoloženja se pogosto menjajo na večjo električno prevodnost kože in učenje in spomin) ter manjšo površino podlagi čustvenih stanj, kar je v občutljivost obraza ob spremljanju prefrontalne skorje (nadzorno središče določenih okoliščinah povsem zvočnih ali videoposnetkov, ki vse- za razmišljanje, čustva in vedenje). V normalno. Motnje razpoloženja pa so bujejo travmatične zvoke ali prizore, nasprotju s tem pa je čustveno sre- spremembe, ki sčasoma postanejo npr. streljanje ali druge vrste nasilja. dišče možganov (amigdala) pretirano dolgotrajne in neodvisne od okoliščin. Že sam spomin na izvorni travmatični aktivno v odzivanju na dražljaje pri Najbolj pogosti motnji razpoloženja dogodek lahko izzove omenjene simp- ljudeh s PTSD. sta velika depresivna in bipolarna tome. Še eden od značilnih znakov Genetika verjetno igra vlogo pri motnja. V zadnjih letih so nevroznan-PTSD je rahel spanec s pogostejšimi dovzetnosti za razvoj motnje, vendar stveniki občutno napredovali pri fazami spanja REM, kar sčasoma lahko rezultati raziskav še niso dovolj jasni, povezovanju genetskih in drugih vodi v kritično pomanjkanje spanja. da bi lahko sklepali o velikosti učinka bioloških vzrokov za motnje razpolo-Pri ljudeh s PTSD je telesni odziv na ali točno določenih genih. Bolj gotovo ženja ter ostale kognitivne motnje, kot stres na najvišji stopnji in tako prihaja lahko trdimo, da isti geni vplivajo na je shizofrenija. Njihova odkritja lahko do sprememb v ravni hormonov, kot tveganje za razvoj PTSD ter depre- izboljšajo zdravljenja za ljudi s sta kortizol in noradrenalin, ki dajeta sivno, anksiozno in panično motnjo, takšnimi in podobnimi motnjami. gorivo odzivu »boj ali beg« - odgovoru kar bi lahko pomenilo, da si omenjena telesa na nevarnost in strah. Zdravlje- psihološka stanja delijo biološko pod- Velika depresivna motnja nje motnje poteka tudi s pomočjo lago. Raziskave slikanja možganov, ki Diagnoza velike depresivne zaviralcev učinkov noradrenalina, ki preiskujejo možganske predele, oško- motnje se postavlja na podlagi nabora 78 Spoznanja o možganih | society for neuroscience Duševne motnje 12 meril (od katerih mora oseba izpol- Kot smo videli že pri bolnikih s iščejo nove pristope k zdravljenju njevati vsaj štiri), ki vztrajajo vsaj dva PTSD, imajo tudi ljudje z depresijo po- depresije, eden med njimi je globoka tedna. Ta merila vključujejo občutke navadi manjši površini hipokampusa možganska stimulacija (DBS). Nekatere praznine in žalosti, razdražljivost, in prefrontalne skorje. Obe področji raziskave razkrivajo, da je DBS učin-težave s spanjem in spremembe v sodelujeta pri obvladovanju stresa, kovita metoda za lajšanje intenzivnih apetitu ali teži. Tako anksioznost kot pretirano stresni odzivi pa ju lahko depresivnih epizod, pri katerih ne po-velika depresivna motnja sta razširjeni poškodujejo. Ko so raziskovalci ljudem maga nobena druga vrsta zdravljenja. duševni motnji, ki pomembno vplivata z depresijo pokazali slike z negativnim na raven invalidnosti in smrti po celem čustvenim nabojem, so opazili aktiv- Bipolarna motnja svetu. Depresijo navadno spremljajo nost v tistih delih možganske skorje, Kot večina imate tudi vi najbrž tudi druge bolezni. Poznamo veliko te- ki so povezani z limbičnim sistemom. slabe in dobre dni; dni, ko gre vse lesnih in duševnih stanj (npr. sladkorna Četudi je izbruh aktivnosti v možganih kot maslu, in dni, ko se cel svet zaroti bolezen, rak, bolezni srca in odvisnost), hitro zamrl, so posamezniki s takšnim proti vam. Ljudje z bipolarno motnjo ki se pojavljajo pri ljudeh z depresivno odzivom imeli več možnosti za hujšo (nekdaj imenovana manično-depre-motnjo, kar še poslabša simptome obliko depresivnega stanja 18 mese- sivna motnja) pa občutijo izjemno bolezni. Skoraj sedem odstotkov od- cev pozneje. Takšne metode slikanja močne spremembe razpoloženja. raslih Američanov, kar znese okoli 16 možganov lahko pomagajo pri napo- Njihovo razpoloženje niha med skraj-milijonov ljudi, je v letu 2017 prestalo vedovanju tistih posameznikov, ki so nimi vzponi in padci, vsako obdobje vsaj eno hudo depresivno epizodo, najbolj ogroženi za ponoven nastop pa lahko traja od nekaj ur do nekaj od česar so 7 od 10 ljudi predstavljale bolezni. mesecev. Manične epizode ali ob-ženske. Tega neravnovesja spolov še Prepoznavanje bioloških zna- dobje vzponov vključuje neskončno ne znamo pojasniti, zato ga znanstve- čilnosti depresije lahko pomaga pri zalogo energije, podivjane misli in niki intenzivno raziskujejo. razvoju posamezniku prilagojene nespečnost, velikokrat pa se temu Depresijo povzroča mešanica terapije. Trenutno zdravljenje z antide- priključijo še uživanje prepovedanih različnih dejavnikov: genetika, biološki presivi povečuje ravni noradrenalina, substanc ter škodljivi vzorci vedenja, dejavniki tveganj, okoljski sprožilci serotonina in dopamina v sinapsah npr. nezaščiteni spolni odnosi ali in psihološki vplivi. Pri veliko ljudeh živčnih celic. Med najbolj predpisanimi druge vrste nevarnega početja. Med depresija nastopi kot odgovor na stres zdravili so SSRI, ki zavirajo ponovni depresivnimi epizodami ali obdobji zaradi težkih življenjskih preizkušenj privzem serotonina, zato se jih predpi- padcev so ljudje z bipolarno motnjo ali hujših zdravstvenih izzivov, kot sta suje tudi za druge psihološke motnje. zelo žalostni in brezupni, zaskrbljeni rak ali kronična bolečina. V možganih Te molekule preoblikujejo sinapse, ter samomorilni. Nekateri bipolarni depresivne osebe pride do motenega njihov učinek pa je zaznaven po nekaj posamezniki so hipomanični, kar se delovanja hipotalamusa. Slednji izloča tednih. Kognitivno-vedenjska terapija, kaže v povečani produktivnosti, dob-hormone, ki s posredovanjem hipofize ki se večinoma izvaja v kombinaciji rem počutju in funkcionirajo bolje od sporočijo skorji nadledvične žleze, naj z zdravili, je tudi učinkovita vrsta običajnega. Na zunaj so spremembe proizvede še več hormona stresa, tj. zdravljenja za depresijo. Njen cilj je morda manj očitne in jih opazijo le kortizola. Spremeni se lahko tudi de- sprememba vzorcev razmišljanja ter bližnji, a vseeno lahko napovedujejo lovanje monoaminergičnih nevrotran- preusmerjanje negativnih in neko- razvoj bolj intenzivnega obdobja smiterskih sistemov, vključno z ristnih misli. Zdravljenje depresije manije. dopaminskim in serotoninskim. predstavlja velik izziv, saj zdravila na Diagnozo bipolarne motnje Nekateri bolniki z depresijo, predvsem nikogar ne učinkujejo enako. Včasih je je težko postaviti. Ne obstajajo po-tisti, ki so v tem stanju zaradi stresnega treba zdravljenje prilagoditi dvakrat sebne metode testiranja, zdravniki pa dogodka, okoliščin ali kratkotrajne bo- ali trikrat, preden se najde način, ki je jo od drugih motenj, ko so depresija, lezni, se dobro odzovejo na zdravljenje najbolj učinkovit. psihoze in shizofrenija, lahko ločijo le in njihovi simptomi sčasoma izzvenijo. Na žalost pa za nekatere bolnike na podlagi prgišča simptomov. Znan-V velikem številu primerov pa se de- ne deluje nobena vrsta zdravljenja, niti stveniki sicer ne vedo, kaj povzroča presija sprevrže v kronično bolezen. zdravila niti psihoterapija. Raziskovalci bipolarno motnjo, pri velikem številu society for neuroscience 79 | Spoznanja o možganih 12 Duševne motnje možganske skorje. Četudi ne poznamo zdravila za shizofrenijo in veliko simptomov vztraja tudi po zdravljenju, lahko neka- teri bolniki vseeno sledijo svojim oseb- nim in poslovnim ciljem s pomočjo zdravil, vedenjske terapije ali kombi- nacije obojega. Klorpromazin, prvi v vrsti antipsihotikov, so razvili v 50. letih prejšnjega stoletja za namene aneste- zije med operacijo, kmalu pa so odkrili njegovo pomiritveno vrednost pri bol- nikih z duševnimi motnjami, vključno s , 2010. shizofrenijo. Od takrat so razvili še več oS One kot 20 različnih antipsihotikov. Meha- . PL nizem večine takšnih zdravil deluje na Kim, et al podlagi zaviranja dopaminergičnega Možganske slike razkrivajo drugačno delovanje možganov posameznikov s shizofrenijo. Na zgornji sliki odziva, ki naj bi podžigal »pozitivne« so oranžno obarvana tista področja, ki so manj aktivna pri ljudeh s shizofrenijo v primerjavi z zdravimi osebami. simptome shizofrenije. Omenjena zdravila lahko povzročajo tresenje bolnikov pa najdemo razpoloženjske posameznikov z bipolarno motnjo se (ali tremor) in druge gibalne stranske motnje ali psihoze v družinski anam- sploh ne odziva na zdravljenje, kar učinke, ki spominjajo na Parkinsonovo nezi. Ljudje z depresijo imajo večje zanje in za njihove bližnje predstavlja bolezen, kjer gre za nizko aktivnost tveganje za razvoj bipolarne motnje, hudo stisko. dopaminergične poti. Najnovejša zdra-če ima kateri od sorodnikov diagnozo vila zavirajo tudi aktivnost serotonina, bipolarne motnje, shizofrenije ali mo- MOTNJE KOGNICIJE kar naj bi pomagalo pri obvladovanju tnje avtističnega spektra. Raziskave, ki »negativnih« simptomov shizofrenije. analizirajo genome tisočih ljudi z bi- Shizofrenija Znanstveniki zaradi raziskav z dvojčki polarno motnjo in podobnimi stanji, Shizofrenija je vseživljenjska in z razširjenimi družinskimi krogi s so odkrile genetske spremembe, ki duševna motnja, ki resno ovira pogostimi primeri shizofrenije že leta igrajo pomembno vlogo, a potrebne miselne procese, čustvovanje in vedo, da je ta motnja v veliki meri bodo bolj podrobne analize, da bi vedenje. Ljudje s shizofrenijo izgledajo dedna. Nedavno pa so s pomočjo lahko razumeli, zakaj dotične napake odrezani od resničnega življenja. naprednih orodij za preiskovanje v DNK ovirajo pravilno delovanje Doživljajo tako »pozitivne« simptome, ogromne količine podatkov DNK možganov. kot so halucinacije, zablode in zme- določili več kot sto pogostih in vsaj Bipolarno motnjo je izredno dene misli, kot tudi »negativne« enajst redkih genetskih napak pri lju- težko zdraviti. Psihiatri navadno pred- simptome, npr. nezmožnost izkustva deh s shizofrenijo. Trenutne raziskave pisujejo ločena zdravila za ukrotitev užitka in drastično pomanjkanje se osredotočajo na raziskovanje teh vzponov in za stabilizacijo padcev. motivacije. Psihološke motnje se genov, ki vplivajo na celično rast ter Za manične epizode predpisujejo navadno izrazijo ob končnem dozore- na razvoj, učenje in spomin. Doka-antiepileptike, litij in atipčine antipsi- vanju možganov v poznih najstniških zan vpliv omenjenih genov na razvoj hotike, za depresivne epizode pa in zgodnjih dvajsetih letih; tudi shizofrenije bi predstavljal novo tarčo antidepresive in kognitivno-vedenj- shizofrenija se ponavadi razvije med za prihodnja zdravila. sko terapijo. Večina zdravil povzroča 15. in 25. letom starosti. Ta časovni močne stranske učinke in tretjina okvir sovpada z razvojem prefrontalne 80 Spoznanja o možganih | society for neuroscience POGLAVJE 13 Odvisnost Zloraba drog je pogosta tema novic, predvsem zaradi pre-pogostega predpisovanja in posledične zlorabe opioidov. Vse prevečkrat ta zloraba vodi do predozi- ranja in celo v smrt. V obdobju šestih dni v avgustu 2017 so v mestu Cin- cinnati v Ohiu poročali o 174 primerih predoziranja, ki so jih obravnavali na urgenci. Mesto je posledično tožilo farmacevtsko industrijo, skupaj z okraji v Zahodni Virginiji, Kaliforniji in v New Yorku. Odvisnost prizadene ljudi po celem svetu, pogosto z grozljivimi po- sledicami. Ameriški nacionalni inštitut za boj proti drogam (angl. The Nati- onal Institute on Drug Abuse – NIDA) ocenjuje, da Združene države Amerike porabijo 700 milijard dolarjev letno za stroške, povezane z odvisnostjo, kot so različna zdravljenja, zločini in izguba delovne sile. Odvisnost je kronična mož- ganska motnja, ki na podlagi telesne in psihološke odvisnosti vpliva na celotno telo. Namerna in redna upo- raba substanc, kot so opioidi, alkohol, tobak in ostale droge, se sprevrže v odvisnost, ko oseba ne more več nad- zorovati uporabe teh substanc, kljub zavedanju o negativnih posledicah (izguba nadzora ter škodovanje sebi in drugim). Eden od dejavnikov, ki pod- žigajo odvisnost, je toleranca – ko se človeško telo navadi določene droge, za doseganje enakega učinka potre- buje večjo dozo kot prej. Še ena zna- čilnost odvisnosti so znaki odtegnitve, ko pomanjkanje določene učinkovine povzroča neprijetne ali celo smrtno nevarne telesne odzive. Ti se gibljejo med zmernim glavobolom in bolečino v mišicah ter hudo tresavico in epilep- tičnimi napadi. Kombinacija pozitivnih (občutki ugodja) in negativnih (izogib odtegnitvi) dejavnikov pripomore k 81 13 Odvisnost razvoju odvisnosti. Določeni spro- odvisnosti? Jasnega odgovora na to še ki vplivata na razvoj odvisnosti, sta žilci, kot so druženje na mestih z nimamo, vemo pa, pri kom se pojavlja spol in starost. Ženske in moški imajo veliko droge in alkohola ali druženje z večje tveganje. Kot pri večini zdra- drugačno stopnjo tveganja, razlikuje uživalci le-teh, tudi odpirajo pot v od- vstvenih stanj, na ranljivost za razvoj pa se tudi njihov odziv na zdravljenje. visnost. Pomembno pa je zavedanje, odvisnosti vplivajo notranji dejavniki, Družbeno okolje ima v otroštvu in naj-da uživanje drog ne vodi vedno v odvi- npr. določeni geni, ter zunanji dejav- stniški dobi pomemben vpliv na razvoj snost. Ta motnja je zelo kompleksna in raziskovalci skušajo ugotoviti, kako različni vplivi sodelujejo med seboj. Skoraj vse znane droge ustvarjajo občutke ugodja z aktivacijo V določenega možganskega omrežja, eliko se moramo naučiti o vzrokih za razvoj povezanega z učinkom nagrade, ki je povečini v domeni živčnega pre- odvisnosti, ampak znanstveniki so že odkrili našalca dopamina. To možgansko področje se imenuje limbični sistem in nekaj genetskih povezav med različnimi spodbuja zdrave vzorce vedenja, kot sta prehranjevanje in druženje, aktivira vrstami odvisnosti. pa ga tudi zloraba drog. Limbični sis- tem ljudem pomaga doživljati čustva, kar pojasnjuje vpliv večine drog na razpoloženje. Poleg tega možganski sistem nagrajevanja oblikuje navade in niki tveganja, kot sta stres in človekovo odvisnosti, v odrasli dobi pa v ospredje naučene vzorce vedenja. Ko nagrada družbeno okolje. Slednje pogosto stopi dedni vpliv. (npr. okusna hrana ali močna droga) vpliva na razvoj odvisnosti in se hkrati sproži občutek ugodja, začnemo oblikuje na podlagi odvisnosti, kar OPIOIDI ponavljati dejanja, ki so vodila do ustvarja začaran krog, ki ga je težko Že v prazgodovinski dobi so nagrade. zapustiti. ljudje uživali opioide, ko so opij Raziskave z dvojčki in drugimi (morfij) pridobivali iz soka makovih Oponašalci in sleparji krvnimi sorodniki, z in brez odvisno- cvetov. Heroin je opioid, ki ga (proti- Droge so sleparji, ki se sti, so zaključile, da za 50 odstotkov zakonito) pridobivajo iz posušenega prikradejo v naš živčni odvisnosti lahko krivimo genetiko. morfija, ki mu dodajo kemikalije, nato sistem z oponašanjem sporočil Veliko se moramo naučiti o vzrokih za pa ga segrevajo, dokler ne izpari in naravnih živčnih prenašalcev v razvoj odvisnosti, ampak znanstveniki postane prah. Ko se vbrizga v žilo, možganskem omrežju. Nekatere droge so že odkrili nekaj genetskih povezav možgane doseže v 15 ali 20 sekun-torej oponašajo naravne živčne med različnimi vrstami odvisnosti, dah. Tam se hitro pretvori nazaj v prenašalce, druge zavirajo njihovo vključujoč prepovedane droge, npr. morfij in se veže na opioidne recep-delovanje, tretje pa spreminjajo načine marihuano, in dovoljene droge, kot so torje, kar prebudi sistem nagrajevanja sproščanja ali inaktivacije živčnih alkohol, tobak in celo kofein. V splo- ter sinapse preplavi z dopaminom in prenašalcev. V vsakem primeru pa šnem gene, povezane z razvojem odvi- povzroči občutke ugodja. Posledica odvisnost spreminja poti nagrajevanja snosti, lahko razdelimo v eno od dveh tega je kratkotrajna, a silna evforija, v možganih, skupaj z drugimi območji, kategorij. Nekateri geni vplivajo na ki ji sledi nekajurna epizoda sprošče-ki so vpletena v razsodno razmišljanje odziv možganskega omrežja na droge, nosti in zadovoljstva. in sprejemanje odločitev, kar pripo- drugi pa vplivajo na presnovo drog Opioidi se med seboj razlikujejo more k simptomom in vzorcem v telesu, od česar je odvisno, kako v moči, strupenosti, varnosti in času vedenja odvisnosti. hitro droge vstopijo v telo in ga nato aktivacije. Zakaj pa naši možgani Kdo je bolj dovzeten za razvoj zapustijo. Druga biološka dejavnika, sploh imajo receptorje za opioide? 82 Spoznanja o možganih | society for neuroscience Odvisnost 13 Hipofiza proizvaja naravno vrsto kriva za širjenje epidemije predozira- ojačevanja, se lahko kombinirajo z opioidov, ki jim rečemo endorfini, nja. zdravili za zdravljenje odvisnosti od in z njihovo pomočjo nadzorujemo opioidov. motivacijo, čustva, količino zaužite Zdravljenje hrane in odziv na bolečino. V labora- Najbolj učinkovita vrsta NIKOTIN torijih pridobivajo sintetične opioide, zdravljenja za predoziranje z Nikotin je učinkovina v tobaku, ki kar vključuje tako heroin kot protibo- opioidi je pristop s protistrupi, kjer s povzroča odvisnost. Od prižiga ciga-lečinske tablete, med njimi kodein, sintetičnimi zdravili blokirajo opioi- rete potrebuje 10 sekund, da doseže oksikodon (oksikontin) in fentanil. dne receptorje. T. i. protistrup je možgane (kot vsaka druga učinkovina, Slednji je veliko močnejši od osta- pravzaprav nalokson, ki se veže na ki se lahko kadi). Tam se veže na belja-lih, zato naj bi ga predpisovali le ob opioidne receptorje brez biološkega kovine na živčnih celicah, imenovane izrednih bolečinskih stanjih. Žal pa učinka in tako prepreči vezavo nikotinski acetilholinski receptorji, kar se protizakonito proizvedene inačice opioidov. Če se odmeri dovolj hitro, sprosti večje število živčnih prenašal-razpečujejo na črnem trgu, kar je sila lahko ustavi učinek predoziranja s cev. Vpliva tudi na sprostitev živčnih nevarno. Opioidi imajo pomembno heroinom ali predpisanimi protibole- prenašalcev izven možganov, npr. vlogo v zdravstvu, saj pomagajo pri činskimi tabletami. Nalokson se adrenalin – stimulant, ki dvigne krvni blaženju kašlja, zavirajo diarejo in lahko uporablja tudi preventivno, da pritisk in pospeši utrip. V možganih se lajšajo bolečino, ampak pretirana ljudem, ki imajo voljo za odvajanje, sproži občutek ugodja in energičnosti uporaba lahko vodi do prekinitve pomaga omejiti željo po drogi. (zaradi sproščanja dopamina), čemur dihanja, kar je glavni vzrok smrti pri Zdravniki včasih nalokson predpišejo sledi umirjenost ter ostrina pozornosti predoziranju. družinskim članom hudih odvisni- in spomina. Slednje je spodbudilo V zadnjih dveh desetletjih se je kov, da jim pomagajo, če bi se le-ti raziskave o uporabi nikotinu podobnih število smrti zaradi predoziranja z predozirali, prav tako ga uporabljajo učinkovin, brez zasvajajočega učinka, opioidi (predpisanimi in heroinom) reševalci, če naletijo na primer pri zdravljenju kognitivnih motenj, kot početverilo. Skoraj 100 Američanov predoziranja. so shizofrenija, ADHD in Alzheimerjeva iz različnih socialnih ozadij vsako- Zdravila za zdravljenje predozira- bolezen. dnevno umre zaradi predoziranja. nja sicer rešujejo življenja, vseeno pa Kajenje tobaka je vodilni vzrok Kot že omenjeno, se je epidemija potrebujemo druge pristope za boj smrti v ZDA, ki bi jih lahko preprečili, odvisnosti od opioidov začela zaradi z odvisnostjo od opioidov, da lahko in pripomore k 90 odstotkom smrti njihovega vse večjega predpisovanja preprečimo nove krize zaradi omenje- zaradi pljučnega raka, 60 odstotkom sredi 80. let prejšnjega stoletja za nih substanc, ki sprožajo odvisnost. smrti zaradi drugih bolezni pljuč in zdravljenje kroničnih bolečin. 80 od- Obstajata še dve vrsti zdravil, metadon 30 odstotkom smrti zaradi bolezni stotkov odvisnikov od heroina pravi, in buprenorfin, ki stimulirata opioidne srca. Četudi so tveganja, povezana da se je njihova pot do odvisnosti receptorje, ampak je njun učinek eks- s tobakom, vsem poznana, okoli 20 začela s protibolečinskimi zdravili na taze omejen. Poleg tega lahko omejita odstotkov Američanov še vedno kadi. recept; ko so postali odvisni, pa so odtegnitvene simptome pri odvajanju Nikotin sam po sebi ne povzroča raka, ugotovili, da je heroin cenejši in bolj od drugih opioidov, saj so njuni odteg- izmed tisoč kemikalij v tobaku pa jih je dostopen od zdravil na recept. Hero- nitveni simptomi blažje narave. Razi- vsaj 70 dokazano rakotvornih (karci-inu žal velikokrat primešajo še druge skovalci so odkrili, da takšne odvajalne nogenih). Vseeno nikotin predstavlja nevarne substance, med drugim terapije lahko odvisnika odvrnejo od dejavnik tveganja za razvoj drugih ne-visoke vrednosti fentanila, ki je lahko nadaljnjega lova na heroin ali druge varnih posledic kajenja, kot so bolezni v trenutku smrtonosen. K epidemiji je droge. Buprenorfin je bolj varen kot srca in možganska kap. Kot pri večini pripomoglo tudi zdravilo iz leta 1995 metadon, saj ima blažji učinek in ga zasvajajočih učinkovin, tudi za nikotin s podaljšanim učinkom – oksikontin. lahko tudi predpiše zdravnik. Psiho- razvijemo toleranco, kar pomeni, da Znanstveniki verjamejo, da je tako pri socialni pristopi, vključno s kognitiv- potrebujemo večjo in večjo dozo za zakonitih kot protizakonitih uživalcih no-vedenjsko terapijo in vedenjskimi podoben učinek. Nikotin aktivira pot opioidov odvisnost, in ne zloraba, spremembami s pomočjo pozitivnega nagrajevanja, zaradi česar se sprošča society for neuroscience 83 | Spoznanja o možganih 13 Odvisnost dopamin, ki vzbuja občutek ugodja in ALKOHOL v kratkem obdobju upočasni srčni vpliva na motivacijo; vse to ustvarja Čeprav je alkohol tako kot tobak utrip in otežuje dihanje, kar je glavni potrebo po pogostejši uporabi. zakonit, je lahko izredno zasvajajoč. vzrok smrti pri zastrupitvi z alkoholom. Zloraba alkohola in odvisnost od Kronično uživanje etanola lahko Zdravljenje alkohola sta resni in dragi bremeni preoblikuje možgane. Ljudje z motnjo Nikotin je tako zasvajajoč, da na grbi zdravstvenega sistema. Poleg zaradi zlorabe alkohola (nekdaj kljub trudu le redki prenehajo sekundarnih vplivov alkohola na vede- imenovana alkoholizem) lahko trpijo s kajenjem. Motiviranim posamezni- nje, ki se kažejo v vožnji pod vplivom za negotovim korakom, tresavico in kom pa včasih predpišejo terapijo z alkohola, spolnih zlorabah in nasilju nerazločnim govorom. Vsi omenjeni zdravili, t. i. farmarkoterapijo. Nikotin v v družinah, ne pozabimo na primarni znaki so posledica poškodb na malih obliki žvečilk, obližev, pastil, pršil za kronični zdravstveni problem, povezan možganih, možganski regiji, odgo-nos ali inhalatorjev lahko pripomore k z odvisnostjo od alkohola: ciroza jeter, vorni za gibanje in ravnotežje. Ljudje zmanjšanju kajenja ali žvečenja za katero je značilno brazgotinsko pre- s to motnjo lahko utrpijo izgubo tobaka. Vsi omenjeni nikotinski oblikovanje jeter. Letni strošek zaradi spomina zaradi propadanja živčnih nadomestki vsebujejo manj nikotina zlorabe in odvisnosti od alkohola v celic v predelih možganov za učenje in kot tobak, hkrati pa uporabnik ni več ZDA znaša okoli 250 milijard dolarjev. spomin. izpostavljen cigaretnemu dimu in Etanol, zasvajajoča učinkovina v Kdaj se pitje alkohola sprevrže v smrtonosnim kemikalijam, kar lahko alkoholnih pijačah, ima zapleten vpliv odvisnost? Vladne raziskave kažejo, olajša odtegnitvene simptome. na naša telesa. Je topljiv v vodi, zato da je skoraj 9 od 10 Američanov vsaj Buprenorfin, ki se uporablja za zlahka preide v krvni obtok, kjer hitro enkrat v življenju pilo alkohol, okoli 15 zdravljenje odvisnosti od opioidov, je pripotuje do možganov. Že pijača ali milijonov pa naj bi jih trpelo za motnjo lahko koristen tudi za kadilce na dve sta dovolj, da začutimo stimula- zlorabe alkohola, ki lahko postane odvajanju, saj simulira učinke nikotina tivne učinke. Ko pa se njegova vred- odvisnost. Kot velja za vse odvisnosti, na dopamin. nost v krvi poveča, lahko deluje kot naj bi vsaj polovico tveganja za razvoj Eno novejših zdravil za zdravljenje pomirjevalo, kar se kaže v vinjenosti, odvisnosti od alkohola nosila genetika. odvisnosti od nikotina je vareniklin, zaspanosti in celo kratkoročni izgubi Ker pa ne postane odvisen vsak, ki pije ki ga je ameriška Uprava za hrano in spomina. alkohol, je jasno, da tako dedni kot zdravila v ZDA (angl. U.S. Food and Etanol se veže na receptorje okoljski dejavniki vplivajo na razvoj Drug Administration - FDA) leta 2006 GABA, ki imajo v možganih vlogo alkoholizma. Trenutno ne poznamo odobrila za uporabo v terapevtske zaviralcev. S tem etanol blaži občutke nobenega točno določenega dejav-namene pri odvajanju od kajenja. tesnobe, oslabi mišice in upočasni nika ali kombinacije dejavnikov, ki bi Vareniklin je nikotinski oponašalec in reakcijski čas. Etanol tudi blokira gluta- lahko predvideli stopnjo tveganja za se veže na posebno vrsto nikotinskih matske receptorje N-metil-D-aspartat razvoj motnje zlorabe alkohola, vendar acetilholinskih receptorjev – tiste, ki (NMDA), ki vplivajo na razpoloženje in pa obstaja večje tveganje za tiste s naj bi bili odgovorni za prenos zasva- spomin, kar je očitno pri ljudeh v vinje- starši ali starimi starši, ki so bili odvisni jajočih vrednosti nikotina. Zdravniki nem stanju. od alkohola. Zato nevroznanstveniki verjamejo, da je vareniklin najboljša Etanol lahko tudi stimulira mož- ločeno obravnavajo dedne in okoljske izbira za odvajanje od nikotina, najbolj gansko omrežje, povezano z lajšanjem dejavnike skozi poskuse za razume-pa je učinkovit v kombinaciji s psiho- bolečine, ki ga poganjajo telesu lastne vanje vzorcev vedenja pri popivanju loškimi posveti ali vedenjsko terapijo. opioidne molekule. To delno razloži in poskuse za razumevanje splošnih Kadilci imajo dvakrat več možnosti za učinek ugodja, ki ga etanol sproži težav z motivacijo. Znanstveniki za prenehanje s kajenjem, če jim to sve- pri večini ljudi. Ker zavira sproščanje takšne raziskave pogosto uporabljajo tuje zdravnik. Uporabna so tudi mo- antidiuretičnega hormona iz hipofize živalske modele. tivacijska orodja, npr. telefonska linija (ki v ledvicah zmanjša izločanje vode), za pomoč pri odvajanju od kajenja, lahko na račun obilnejšega uriniranja Zdravljenje spletne strani in družbena omrežja, ki prispeva tudi k dehidraciji. Večina ljudi z motnjo zlorabe promovirajo življenje brez tobaka. Pitje prekomernih količin alkohola alkohola si lahko pomaga z 84 Spoznanja o možganih | society for neuroscience Odvisnost 13 so povezani z nagrado, potrebami in nadzorom misli, vse troje pa je vedno prisotno pri razvoju odvisnosti. Kajenje marihuane v najstniških letih lahko dolgoročno vpliva na razmi- šljanje, spomin in učenje. Čeprav so motnje zlorabe marihuane manj preučevane od ostalih odvisnosti, so med bolj poznanimi škodljivimi posledicami: višja stopnja stresa za- radi potrebe po učinkovini in odteg- nitve, nezmožnost jasnega mišljenja, odsotnost pri pouku ali na delovnem mestu in tvegano vedenje zaradi omamljenosti. Kot pri ostalih vrstah odvisnosti, tudi (pre)pogosto kaje- nje marihuane povečuje verjetnost e 2013. uporabe ostalih drog pri bolj dovzet- nih ljudeh, s fizičnimi spremembami oscienc možganskega omrežja v sistemu nal of Neur nagrajevanja. Pri nekaterih so dolgo- . Jour trajno zlorabo marihuane povezali z , et al razvojem shizofrenije. heeler Naši možgani tudi sami proizva- W Raziskave kažejo, da možgani odvisnikov od drog izgledajo drugače od tistih, ki drog ne uživajo. jajo eno od oblik THC-ja, imenovano Zgornja slika MRI prikazuje stanjšano možgansko skorjo, ki je povezana s kompleksnejšimi umskimi anandamid, ki je prek svojih učinkov spodobnostmi, pri laboratorijski miši po stiku s kokainom. Raziskovalci so odkrili, da so bile spremembe po vezavi na kanabinoidne receptorje v obliki in prostornini možganov najbolj očitne, ko so miši izpostavili kokainu v obdobju odraščanja. Iz tega lahko sklepamo, da zloraba drog pomembno vpliva na razvoj možganov. udeležen pri koordinaciji gibov. To bi lahko pojasnilo okrnjene vozne zdravljenjem, preden se njihovo stanje človekovo dojemanje časa, prostora sposobnosti pod vplivom marihuane. sprevrže v odvisnost. Zdravljenje in samega sebe. THC potrebuje nekaj Hipokampus, ki je vpleten v procese vključuje vedenjsko terapijo, ki se minut od začetka kajenja marihuane, spomina in učenja, prav tako vse-lahko izvaja v obliki osebnega svetova- da potuje iz pljuč v kri in do možga- buje mnogo receptorjev za THC, kar nja, skupinske terapije ali podpornih nov. Živila z vsebnostjo THC-ja imajo pojasnjuje vplive trave na kratkoročni skupin. Nekatera zdravila (disufiram, lahko podoben učinek, navadno spomin. Uporabnost marihuane pri naltrekson in akamprosat) se lahko znotraj ene ure po zaužitju. Čeprav zdravljenju določenih zdravstvenih uporabljajo za zdravljenje odvisnosti večina vladnih sistemov prepoveduje stanj ni dobro raziskana, a nekatere od alkohola, raziskovalci pa lahko gojenje in uporabo marihuane, so jo raziskave so prišle do zaključkov, da uporabijo genske teste za optimizacijo v zadnjih letih nekatere države začele druga aktivna spojina v marihuani, individualnih terapij. uzakonjevati. ZDA od takrat naprej imenovana kanabidiol ali CBD, ki ne beležijo mnogo višjo rekreacijsko sproža občutkov omamljenosti, lahko MARIHUANA uporabo. obvladuje epileptične napade, lajša »Trava« ali marihuana se prideluje Marihuana vseeno ni povsem bolečino in vnetja ter morda celo iz posušenih listov, cvetov, stebel in neškodljiva. Nevroznanstveniki pomaga zdraviti duševne bolezni in semen konoplje. Ta rastlina vsebuje so odkrili, da redno kajenje trave odvisnosti. kemikalijo tetrahidrokanabiol ali povzroča nepravilno nevrobiološko Veliko ljudi s posttravmatsko THC, ki vpliva na stanje uma in izkrivi delovanje v predelih možganov, ki stresno motnjo uporablja marihu- society for neuroscience 85 | Spoznanja o možganih 13 Odvisnost ano za boj proti anksioznosti, stresu in nespečnosti, kar podpirajo tudi izsledki številnih raziskav, ki kažejo, da marihuana lahko znižuje raven an- ksioznosti, izboljša spanec in izbriše spomine, povezane s travmo, pri ljudeh s PTSD, ni pa povsem jasno, ali k temu prispevajo CBD, THC ali katera druga učinkovina. Potrebujemo več raziskav na tem področju. Marihuana se uporablja tudi kot vrsta terapije za zmanjševanje slabosti po kemo- terapiji. Leta 2017 pa je Nacionalni inštitut za raka (angl. National Cancer Institute – NCI) v ZDA podal izjavo, da NIH. je premalo dokazov v prid konoplji, Zloraba metamfetamina zmanjšuje število dopaminskih receptorjev v možganih in tako ovira duševne da bi jo lahko priporočali za lajšanje funkcije. stranskih učinkov po kemoterapiji. lansov na recept in ena tretjina jih je to uporabnike spodbudi k pogostejši PSIHOSTIMULANSI uporabila v nemedicinske namene, za uporabi, kar slabo vpliva tako na telo Psihostimulansi so kemikalije, ki povečanje osredotočenosti ter izbolj- kot na duševno stanje. Metamfeta- vzdramljajo možgane. Nudijo zača- šanje koncentracije. mini so še posebej zasvajajoči, saj sen poskok v telesnih in/ali duševnih Protizakoniti psihostimulansi se hitro pridejo do možganov in se tam funkcijah, zato so nekatere od njih proizvajajo v zasilnih laboratorijih in zadržijo dlje kot ostali psihostimulansi. poimenovali »speed« ali »spid« (slov. se nato prodajajo na ulici, skupaj s ko- Redna uporaba lahko razvije toleranco hitrost.). Dva izmed bolj pogostih psi- kainom in metamfetaminom (»met« do takšnih učinkovin, kar ustvarja hostimulansov sta kofein in nikotin. ali angl. meth). Uporabniki te učinko- potrebo po večjih in večjih dozah. Čez Čeprav sta oba zakonita in splošno vine včasih kadijo, predvsem kokain čas droge poškodujejo telesu naravni dosegljiva, je nikotin močno zasvaja- (ki se v taki obliki imenuje »krek«) in dopaminergični sistem, kar povzroča joč in lahko vodi v sekundarne težave, kristalni metamfetamin (ali »kristalni dodatne zdravstvene izzive, vključno z saj je glavna učinkovina v cigaretah, met«), kar v njih vzbudi občutke izgubo volje za sodelovanje pri nekdaj ki povzročajo raka, in v tobaku za evforije, mogočnosti in samozavesti. z veseljem pričakovanih aktivnostih. žvečenje. Učinki so navadno kratkotrajni, kar Nevroznanstveniki raziskujejo Ostali psihostimulansi so po- spodbuja k redni uporabi in posle- možnosti za preprečevanje in zdravlje- gosto predpisana zdravila, ki jih dični poškodbi notranjih organov, nje odvisnosti od psihostimulansov. ljudje včasih zlorabljajo za rekrea- predvsem srca. Metamfetamini naj- Veliko so že odkrili o normalnem de-tivno uporabo. Na primer, zdravniki bolj poškodujejo možgane, saj vpli- lovanju možganov v stanju motivacije za zdravljenje ADHD in narkolepsije, vajo na nastanek prostih radikalov, ki in motiviranega vedenja. Psihostimu-motnje spanja, predpisujejo amfe- uničujejo dopaminske živčne celice. lansi poleg povišanja ravni dopamina tamin in metilfenidat, vendar so ta Na možgane psihostimulansi v sistemu nagrajevanja delujejo tudi zdravila prodrla na črni trg, kjer se vplivajo tako, da sistem nagrajevanja na prefrontalno možgansko skorjo, s preprodajajo. Amfetamine, vključno z preplavijo z dopaminom, ki je vple- čimer vplivajo na (kognitivno) vzdra-metilfenidatom, pogosto zlorabljajo ten v večino odvisnosti in duševnih mljenost in pospešijo miselne procese. srednješolci in študenti. Ena izmed motenj. Učinek psihostimulansov je Raziskave so pokazale, da nizke doze raziskav je odkrila, da sta do zadnjega navadno hiter in hitro tudi izzveni, psihostimulansov (precej nižje kot letnika na fakulteti vsaj dve tretjini kar pripelje do kratkotrajne evforije, pri zlorabi drog) izboljšujejo izvršilne študentov imeli dostop do stimu- ki ji sledi neprijeten padec na trda tla; funkcije možganov (kot pri terapijah 86 Spoznanja o možganih | society for neuroscience Odvisnost 13 za ADHD), saj pomagajo pri obvlado- »DIZAJNERSKE« DROGE IN KLUB- pa jih začasno izčrpa iz sinaps. Kro-vanju vzgibov in čustev, pri načrtova- SKE DROGE nična raba ekstazija vodi v dolgotrajne nju in organizaciji ter produktivnosti. T. i. dizajnerske droge, kot so spremembe možganskih predelov za Nizke doze telesa ne privedejo do sintetični katinoni (angl. bath salts) ali razmišljanje, spomin in užitek. Znan-tolerance niti ne povzročajo odvi- sintetični kanabinoidi (angl. spice), so stveniki domnevajo, da so to posledice snosti, visoke doze pa lahko okvarijo zakonite sintetične učinkovine s psiho- dolgotrajne poškodbe serotoninskega delovanje možganov. aktivnim učinkom. Izgledajo kot neza- omrežja. konite droge, ampak se jih lahko kupi Flunitrazepam in GHB sta dve Zdravljenje povsem zakonito, saj proizvajalci samo vrsti pomirjeval, ki oponašata ben- Trenutno je najboljša vrsta rahlo spremenijo njihovo kemično zodiazepine, kot je diazepam. Znana zdravljenja odvisnosti od sestavo in tako obidejo zakon o prodaji sta tudi kot droge posiljevalcev, saj psihostimulansov kognitivno-vedenj- drog. Dokazano je, da te droge povzro- se velikokrat uporabljata v primerih ska terapija, skupaj z motivacijskimi čajo resno in trajno škodo na različnih spolne zlorabe, ko napadalec skrivaj spodbudami, saj oboje odvisnike predelih možganov. Tako kot dizaj- spusti tableto v žrtvino pijačo in jo tako usmerja stran od okoliščin, ki bi nerske droge so tudi klubske droge omami ter onesposobi. Ketamin, ki mu sprožile željo po drogah. Zaenkrat niso sintetične psihoaktivne substance, ki rečejo tudi »Posebni K«, je tudi vrsta odobrili nobenih zdravil za zdravljenje izgledajo kot zakonita zdravila, ime pa pomirjevala, ki ga veterinarji (zakonito) odvisnosti od kokaina ali metamfeta- so dobile po zabavah in celonočnih uporabljajo kot anestetik. Pri rekre-mina. Vendar pa znanstveniki zdaj rejvih, polnih mladih ljudi, ki te droge ativni rabi ketamin učinkuje znotraj bolje razumejo delovanje psihostimu- uživajo. Primeri klubskih drog vključu- desetih minut in uporabnika spravi v lansov v možganih in iščejo terapije, ki jejo 3,4-metilendioksimetamfetamin nekakšen trans. Halucinogeni učinki bi ločeno ciljale različne živčne (ali MDMA, ekstazi, Molly), flunitraze- trajajo eno uro ali dve. Nedavno so prenašalce ter tako potešile vse pam, GHB (gama-hidroskibutirat) in znanstveniki odkrili povsem nepriča-potrebe in odtegnitvene simptome. ketamin. Dizajnerske in klubske droge kovano možnost uporabe ketamina: za Omenjeni nevrotransmiterski sistem so lahko stimulansi, kot ekstazi, lahko zdravljenje depresije. Ketamin vpliva vključuje živčne prenašalce, kot so pa so pomirjevala, kot flunitrazepam, na signalizacijo glutamata, živčnega serotonin, glutamat in GABA. Eksperi- GHB in ketamin. prenašalca, ki ni pogosta tarča anti-mentalne terapije za zdravljenje Ekstazi je pogosto uporabljena depresivov. Pri tem je najbolj vzpod-odvisnosti od metamfetamina se rekreacijska droga s podobnimi učinki budno njegovo hitro učinkovanje, do osredotočajo na povsem nove tarče kot stimulans amfetamin in haluci- katerega pride že po nekaj minutah ali – možganske imunske celice (mikrog- nogeni meskalin, ki nastaja v kaktusu urah, za razliko od ostalih antidepresi-lijo) in oksitocin. Slednjemu včasih pejotl ter učinkuje skoraj tako kot die- vov, ki učinkujejo šele po nekaj tednih. rečemo hormon ljubezni ali sreče, saj tilamid lisergične kisline (LSD). Ekstazi Zato ketamin za nevroznanstvenike se pri moških in ženskah sprošča med začne učinkovati od 30 do 45 minut predstavlja prelomnico, predvsem pri orgazmom, pri ženskah pa tudi med po zaužitju, njegovi učinki pa trajajo bolnikih, ki niso dovzetni za nobeno porodom in dojenjem. več ur. Najprej dvigne raven živčnih drugo vrsto zdravljenja. prenašalcev, sploh serotonina, nato society for neuroscience 87 | Spoznanja o možganih POGLAVJE 14 Poškodbe in Iskanje načinov za lajšanje in zdravljenje bolezni, poškodb in bo-lečine je staro toliko, kot je staro člo-veštvo. Prvi zapisi o kirurških posegih bolezni na možganih izvirajo iz Male Azije in so stari približno 6000 let, arheologi pa so na lobanjah Inkov iz Peruja opazili skrbno odstranjene delce kosti (s po- stopkom, ki mu pravimo trepanacija) in domnevajo, da je šlo za zdravljenje poškodb glave, morda pa tudi okužb ali epilepsije. Najstarejše lobanje niso kazale znakov celjenja, kar verjetno pomeni, da so bolniki umrli kmalu po posegu; lobanje Inkov, ki so živeli okoli leta 1400 n. št., pa so vsaj delno zaceljene v 90 % primerov. Kako so ti bolniki preživeli in kako so se soočali z bolečino? Verjetno so jo lajšali z zelišči in pripravki, kot so tobak, listi koke in pivo, varjeno iz ko- ruze. Pri raziskovanju spoznanj o mo- žganskih tumorjih, poškodbah glave, lajšanju bolečine in drugih tegobah, ki jih povzročajo različne bolezni, si je vredno zapomniti, da je cilj nevrozna- nosti razumevanje temeljnih vzrokov teh in drugih stanj, saj je prav ta uvid ključnega pomena za razvoj učinkovi- t(ejš)ega zdravljenja. MOŽGANSKI TUMORJI V Združenih državah Amerike (ZDA) se vsako leto z diagnozo primar- nega možganskega tumorja – torej takšnega, ki izvira iz možganskih celic – prvič sooči približno 79.000 ljudi. Med njimi jih ima okoli 26.000 maligne oziroma rakave, 53.000 pa benigne oziroma nerakave tumorje. Več kot 200.000 posameznikov bo dobilo diagnozo možganskega tumorja, ki se razvije iz rakavih celic, ki izvirajo iz drugih organov in pripotujejo (zase- vajo) v možgane s krvjo. Tem pravimo metastatski možganski tumorji in najpogosteje zasevajo iz rakavih Poškodbe in bolezni 14 tumorjev pljuč, dojke, kože, debelega črevesa ali ledvic. Ne glede na izvor pa so tumorji (in katere koli druge bolezenske spremembe, ki pritiskajo na možgane) lahko smrtno nevarni in zahtevajo kirurško odstranitev. Primarni možganski tumorji so poimenovani glede na vrsto celic ali tkiva v osrednjem živčevju, iz katerih vzniknejo. Za številne uporabljamo skupno ime, gliomi, saj izvirajo iz celic glije, ki podpirajo in ščitijo nevrone v možganih. Najpogostejša oblika pri- marnega rakavega tumorja možganov je glioblastom, razrast nezrelih celic glije. Najpogostejši tip primarnega možganskega tumorja pa je menin- giom, ki vznikne v meningah – tankih e. slojih tkiva, ki openjajo možgane. nstituter I Klinična slika možganskih anc tumorjev je odvisna od njihovega tional CNa nahajališča in velikosti ter se med po- Izvid slikanja možganov prikazuje tumor v levem zatilnem režnju, označen s svetlo modro barvo. Na- samezniki lahko razlikuje. V nekaterih tančna določitev nahajališča tumorja je ključna za odločitev o nadaljnjem zdravljenju. primerih se pojavijo splošni simptomi, kot je glavobol, ki je predvsem pos- goč brez sočasne poškodbe bližnjih Po klasičnem kirurškem ledica pritiska tumorja na možgane. predelov možganov, je kirurški poseg posegu zdravniki običajno predpi-Tumor, ki se nahaja v zatilnem režnju, običajno prva izbira. Pri tem se lahko šejo steroidna zdravila, ki zmanjšajo področju možganov, udeleženem pri uporabi tehnika, imenovana kranio- oteklino možganov. To blaži simptome vidu, lahko povzroči motnje vida. Tu- tomija, pri kateri se lobanjo odpre in in znake, kot so epileptični napadi, te-morji lahko med rastjo tudi poškodu- odstrani čim več tumorskega tkiva. žave s spominom ali zmedenost, ki se jejo zdravo tkivo – gliomi, na primer, Stereotaktična radiokirurgija je druga lahko pojavijo po operaciji možganov. izločajo strupene količine glutamata, oblika zdravljenja, ki pride v poštev v Pri bolnikih z rakavimi tumorji se lahko kar lahko nepovratno okvari nevrone nekaterih primerih in uporablja visoko okoliško možgansko tkivo tudi obseva v njihovi neposredni okolici in vodi v dozo ionizirajočega sevanja, natančno s ciljem uničenja morebitnih preo-pojav epileptičnih napadov. usmerjenega v tumor. Po nekaj stalih rakavih celic. Raziskovalci so v Za zdravljenje možganskih zaporednih obsevanjih se tvorba zadnjem desetletju razvili nove načine tumorjev uporabljamo različne običajno zmanjša ali pa celo izgine, pri dostave kemoterapevtikov nepos-metode, vključno s kirurškimi posegi, tem pa zdravo tkivo v okolici ostane redno v možgansko (oziroma tumor-obsevanjem, tarčnimi zdravili in ke- nepoškodovano. V zadnjem obdobju sko) tkivo, ne da bi ti prej potovali po moterapijo, ki jih lahko med seboj tudi se možganske tumorje zdravi tudi z telesu: po kirurški odstranitvi tumorja združujemo. Cilj zdravljenja je odstra- natančno usmerjenimi ultrazvočnimi se, na primer, v nastalo votlino lahko nitev ali zmanjšanje tumorja in s tem valovi, ki imajo presečišče prav v vstavijo tanke ploščice, ki vsebujejo zmanjšanje pritiska na možgansko njihovi notranjosti. Te metode so ne- kemoterapevtike in se čez čas razto-tkivo ter preprečitev (ali pa vsaj blaže- boleče in se lahko izvajajo pri budnih pijo, pri čemer se kemoterapevtiki nje) nadaljnjih simptomov in znakov, bolnikih s posebnimi napravami, ki sproščajo v okolico. kot so glavoboli in epileptični napadi. omogočajo prikaz nahajališča tumorja Raziskovalci preučujejo in Če je dostop do tumorja mo- v možganih. razvijajo tudi nova zdravila, usmerjena society for neuroscience 89 | Spoznanja o možganih 14 Poškodbe in bolezni k celičnim procesom, pomembnim molekularni nadzorni mehanizmi 282.000 posameznikov. Najpogostejši za rast rakavih celic. Ker so pri zdravih zrelim celicam običajno preprečujejo vzroki vključujejo prometne nesreče, celicah in tkivih »tarče« teh učin- nebrzdano rast in selitev med tkivi, padce, nasilje (zlasti strelne rane) in kovin manj izražene kot pri rakavih rakave celice pa se tem mehanizmom poškodbe, povezane z izvajanjem celicah ali pa sploh ne, jim t. i. tarčna izognejo. Razumevanje procesov, ki športnih ali drugih prostočasnih dejav-zdravila zato prizanesejo, neželenih matičnim celicam omogočajo nor- nosti. Umrljivost je pri teh posamezni-učinkov zdravljenja pa je posledično malno dozorevanje, bi morda lahko kih, zlasti tistih s hudo poškodbo in manj kot pri kemoterapiji in običaj- razkrilo, kaj gre pri rakavih celicah okvaro normalnega delovanja hrbte-nem obsevanju. Tarčna zdravila, ki narobe. njače, pomembno povišana predvsem preprečujejo razvoj novih žil, so že v v prvem letu po poškodbi. uporabi za zdravljenje glioblastomov, POŠKODBE ŽIVČEVJA Škode, nastale zaradi poškodb saj so usmerjena k enemu ključnih Travmatske okvare ali poškodbe možganov ali hrbtenjače, trenutno preživetvenih mehanizmov tovrstnih možganov in hrbtenjače pomembno ne znamo učinkovito popraviti. Kljub tumorjev. prispevajo k invalidnosti in umrljivosti. temu so v razvoju pristopi, s katerimi Raziskovalci preverjajo tudi načine, s katerimi bi lahko telesu lastne obrambne celice, ki so del imunskega sistema, spodbudili k preprečevanju tumorske rasti – pri- R stop, imenovan imunoterapija. Ker se azumevanje procesov, ki matičnim celicam tumorji z izločanjem različnih snovi lahko »skrijejo« pred imunskimi celi- omogočajo normalno dozorevanje, bi morda cami, je ena izmed strategij za njihovo uničenje uporaba učinkovin, imenova- lahko razkrilo, kaj gre pri rakavih celicah nih zaviralci imunskih kontrolnih točk, ki tumorjem močno otežijo preusmeri- narobe. tev imunskega odziva. Zdi se, da veliko obetajo tudi raziskave genske terapije, ki vključu- jejo opredelitev in zaviranje delovanja raznolikih genov, ključnih za spod- V ZDA na letni ravni travmatske okvare bi dodatno škodo lahko preprečili, in bujanje rasti in preživetje tumorskih možganov (angl. traumatic brain injury učinkovitejše metode rehabilitacije za celic. - TBI) prizadenejo okrog 1,7 milijona takrat, ko do nje že pride, raziskovalci Drugi pristopi, ki so trenutno ljudi, zaradi česar jih je 275.000 obrav- pa iščejo tudi načine, s katerimi bi pod raziskovalnim drobnogledom, se navnih v bolnišnici, približno 52.000 poškodovano živčevje spodbudili k osredotočajo na usmerjeno dostavo pa jih umre. Najpogostejši vzrok za obnovi in zacelitvi. protiteles, strupov in molekul, ki ovi- tovrstne poškodbe so padci, najpo-rajo rast tumorskih celic ter pri tem ne gostejši vzrok za smrt zaradi TBI pa so Travmatske poškodbe možganov vplivajo na zdrave celice. Raziskovalci prometne nesreče. Neposredni in po- Široka uporaba računalniške preučujejo tudi vlogo matičnih celic sredni stroški, povezani s TBI, vključno tomografije (angl. computerized pri razvoju in zdravljenju možganskih z bolniško odsotnostjo, po nekaterih tomography - CT) in magnetnoreso-tumorjev. Matične celice so nedife- ocenah letno presegajo 60 milijard nančnega slikanja (angl. magnetic rencirane oziroma nespecializirane ameriških dolarjev. resonance imaging - MRI) je omogočila celice, ki se lahko razvijejo v različne V ZDA vsako leto približno uvid v razsežnost tkivne poškodbe pri tipe diferenciranih celic, prilagojenih 17.000 ljudi doživi travmatsko po- TBI ter opredelitev načinov zdravlje-in usmerjenih v opravljanje določenih škodbo hrbtenjače, trenutno pa s nja. Tovrstne poškodbe nastanejo nalog – na primer nevrone. Različni tovrstno poškodbo tam živi približno zaradi trkov, udarcev ali sunkov glave, 90 Spoznanja o možganih | society for neuroscience Poškodbe in bolezni 14 pri katerih pride do več majhnih prišlo do upada prostornine njihovih vključno z različnimi stopnjami možganskih krvavitev, ali pa zaradi možganov, ki je vztrajal vsaj dva me- paralize. Metilprednizolon, steroidna neposredne poškodbe možganskega seca. Počitek in izogibanje telesnim učinkovina, je trenutno edino zdravilo, tkiva s tujki. TBI je lahko »blaga«, kot v naporom, ki možganom omogočita odobreno s strani Uprave za hrano in primeru pretresa možganov oziroma okrevanje, sta po tovrstni poškodbi zdravila v ZDA (angl. U.S. Food and kratkotrajne motnje v njihovem delo- ključnega pomena. Posamezniki, ki Drug Administration - FDA) za zdravlje-vanju, ali »huda«. Zaradi TBI se lahko prispejo na urgenco s hudo poškodbo nje SCI. Zdi se, da z blaženjem razvoja v možganih pojavijo večje ali manjše glave, so pod skrbnim nadzorom z na- vnetja na mestu poškodbe lahko krvavitve, tkivne poškodbe in ne- menom pravočasne zaznave razvoja zmanjša okvaro živčnih celic in je, če posredne okvare ter propad živčnih otekline možganov ali možganskih ga uporabimo znotraj osmih ur po celic, vse našteto pa lahko prispeva krvavitev, ki povišajo znotrajlobanj- poškodbi, pri nekaterih bolnikih lahko k otekanju možganov, pojavu vro- ski tlak in lahko vodijo v utesnitvene učinkovita metoda zdravljenja. čine, epileptičnih napadov in drugih poškodbe možganov. Zdravljenje Zdravila, ki bi popravilo škodo nevroloških motenj. Tudi blaga TBI povišanega znotrajlobanjskega tlaka zaradi SCI, ni, vendar raziskovalci pre-lahko okvari nevrone, ki posledično vključuje odstranjevanje likvorske učujejo nove načine celjenja poškodb sproščajo snovi za zagon in vzdrževa- tekočine. hrbtenjače. Ti vključujejo zaščito nje vnetnega odziva. Hude poškodbe možganov preživelih nevronov pred nadaljnjo Pri poklicnih igralcih ameri- lahko povzročijo krvavitve na površju okvaro, nadomeščanje okvarjenih živč- škega nogometa in izvajalcih borilnih ali v notranjosti možganov, kar po eni nih celic, spodbujanje ponovne rasti veščin se lahko zaradi ponavljajočih strani lahko neposredno okvari celice, aksonov, usmerjeno draženje njihovih se udarcev v glavo (s posledičnimi po drugi strani pa zaradi razvoja ote- tarč ter izkoriščanje drugih nevron-TBI) razvije napredujoča nevrode- kline in povišanja znotrajlobanjskega skih omrežij za povrnitev izgubljenih generativna bolezen možganov, tlaka prepreči dotok krvi in hranil. sposobnosti in delovanja organov. imenovana kronična travmatska Če odstranjevanje likvorske tekočine Vzporedno poteka tudi razvoj učinko-encefalopatija (angl. chronic trau- in zdravila ne znižajo znotrajlobanj- vitejših metod rehabilitacije posame-matic encephalopathy - CTE). Do nje skega tlaka, lahko del lobanje kirur- znikov s SCI in izboljšanja kakovosti domnevno pride zaradi kopičenja bo- ško odstranimo in tako preprečimo njihovega življenja. Rehabilitacija se lezensko spremenjenih beljakovin ob utesnitev možganov. Pri zelo hudih osredotoča na fizioterapijo za krepitev ponavljajočih se možganskih poškod- TBI lahko krvavitve v možganskem mišic in izboljšanje gibljivosti, delovna bah, ki ovirajo normalno delovanje tkivu prispevajo k razvoju popoškod- terapija na izboljšanje finih gibalnih nevronov in prispevajo k njihovemu bene epilepsije. sposobnosti (na primer tipkanja ali pi-propadu. Spremenjene beljakovine Če bolnik preživi neposredne sanja), električna stimulacija pa lahko se lahko začnejo kopičiti mesece, leta, posledice poškodbe, ga čaka še dolgo omogoči ponovno krčenje in uporabo ali celo več desetletij po zadnji TBI. okrevanje. Fizioterapija in delovna te- mišic, paraliziranih zaradi SCI. Simptomi in znaki CTE vključujejo rapija sta lahko v pomoč pri povrnitvi Raziskovalci so ugotovili, da motnje spomina, zmedenost, težave sposobnosti, kot sta govor in gibanje. lahko novi nevroni nastajajo tudi v pri sprejemanju odločitev in nadzoro- Druge posledice, kot so bolečina, epi- odraslih možganih, vendar se zdi, da vanju trenutnih vzgibov, napadalnost, leptični napadi, mišični krči, motnje ne prispevajo k celjenju travmatskih depresivno razpoloženje in nazadnje spanja, depresija in tesnobnost, pa poškodb osrednjega živčevja. Načini napredujočo demenco. lahko lajšamo s številnimi zdravili. za spodbujanje nastanka novih živčnih Večina posameznikov z blago celic, tudi iz zarodnih celic drugih tkiv TBI in pretresom možganov povsem Poškodba hrbtenjače ter premostitev molekularnih in celič-okreva v kratkem času. Kljub temu Tako kot TBI lahko tudi po- nih preprek, ki v osrednjem živčevju so izsledki raziskave, ki je vključevala škodbe hrbtenjače (angl. po poškodbi zavirajo učinkovito celje-študentske igralce hokeja na ledu s spinal cord injury - SCI) nepovratno nje, so zato predmeti številnih raziskav. pretresom možganov, pokazali, da je okvarijo živčne celice in prispevajo k v dveh tednih po pretresu možganov različnim oblikam invalidnosti, society for neuroscience 91 | Spoznanja o možganih 14 Poškodbe in bolezni OKVARE ŽIVČEVJA PRI bolnikih lahko HAND prepreči oziroma sistem bolnikov z MS iz še neznanih PRIDOBLJENEM SINDROMU omili. razlogov napade osrednje živčevje, IMUNSKE POMANJKLJIVOSTI Blage oblike HAND so po ne- vključno z možgani, hrbtenjačo in V letu 2015 se je približno 2,1 katerih ocenah prisotne pri približno vidnimi živci, osrednja tarča napada milijona ljudi po celem svetu okužilo tretjini HIV-pozitivnih posameznikov pa je mielin (zaščitna maščobna z virusom človeške imunske pomanj- brez drugih simptomov okužbe. V ovojnica okoli živčnih vlaken), čeprav kljivosti (angl. human immunodefici- napredovali fazi se lahko pojavijo so lahko prizadeta tudi živčna vlakna. ency virus - HIV), ki povzroča sindrom motnje osredotočenosti in spomina Poškodovani mielin in imunske celice pridobljene imunske pomanjkljivosti ter splošni kognitivni upad, sočasno tvorijo bolezenske spremembe, (angl. acquired immune deficiency pa tudi šibkost nog in izguba ravno- podobne brazgotinam (sklerozi). syndrome - AIDS). Skupno ocenjeno težja. Uporaba MRI in CT pri bolnikih s Izraz »multipla« izvira iz opa-število okuženih trenutno znaša 37 mi- HAND lahko pokaže upad prostornine žanja, da se žarišča pri MS pogosto lijonov. Večino predstavljajo prebivalci možganov, posmrtni pregled možgan- pojavijo na več mestih v osrednjem vzhodne in južne Afrike, približno 40 skega tkiva pa propad živčnih celic ter živčevju, tako v sivi kot v beli možga-% obolelih pa se okužbe ne zaveda. spremenjeno zgradbo bele možgano- novini. Uničenje mielinske ovojnice in Med letoma 2008 in 2014 je ocenjeno vine in nevronov. živčnih vlaken ovira prenos akcijskih število diagnosticiranih okužb s HIV v Dodatne težave, ki se pogosto potencialov v možganih in hrbtenjači ZDA upadlo za 18 %, verjetno zaradi pojavijo pri bolnikih, okuženih s HIV, ter med njima in drugimi deli telesa. usmerjenih preventivnih programov. so periferne nevropatije. Te vključujejo Učinki MS se pogosto primerjajo z V svetovnem merilu se je okvaro perifernih živcev, zlasti v udih, izgubo izolacije okoli električnih žic v zadnjem času število bolnikov, ki in se kažejo z neprijetnim mravljin- in uničenjem le-teh, kar onemogoči zaradi okužbe s HIV prejemajo zdra- čenjem, lahko pa tudi žgočo, hudo njihovo normalno delovanje. vila, dramatično povečalo predvsem v bolečino. Domneva se, da HIV povzroči Vzrok MS je neznan, zdi pa revnejših državah: leta 2015 je zdravila okvaro živcev, nekatera antiretrovi- se, da dednost lahko pomembno prejemalo 17 milijonov, pet let poprej rusna zdravila pa jo lahko poslabšajo. prispeva k njenemu pojavu. Sorojenci pa le 7,5 milijona okuženih. Nevropatija je prisotna pri več kot bolnikov z MS so od 10- do 15-krat Čeprav HIV napade predvsem polovici okuženih z napredovalo bo- bolj ogroženi za njen nastanek kot imunski sistem, lahko okvari tudi leznijo. posamezniki, pri katerih se bolezen živčevje. Več kot polovica okuženih AIDS je kljub razvoju čeda- ne pojavlja v družini. Tveganje je razvije nevrokognitivne motnje, pove- lje učinkovitejših zdravil še vedno zlasti povišano pri enojajčnih dvojč-zane z okužbo s HIV (angl. HIV-associ- neozdravljiva bolezen in se lahko kaže kih bolnikov. Nenavadno je, da se ated neurocognitive disorders - HAND), z nevrološkimi težavami, ki vztrajajo bolezen skoraj petkrat pogosteje ki se lahko kažejo z blagimi motnjami kljub zdravljenju. Posamezniki, oku- pojavlja v zmernem podnebnem pasu osredotočenosti, spomina, kooordina- ženi s HIV, so še posebej dovzetni za na severu Evrope in ZDA kot pa v cije in sprejemanjem odločitev ali pa nekatere druge okužbe in pojav raka, tropskih krajih. Čeprav so svetlopolti s hudo, napredujočo obliko demence saj virus oslabi delovanje njihovega posamezniki bolj ogroženi za pojav zaradi AIDS-a. Blagi simptomi HAND se imunskega sistema. Na srečo pa lahko MS v primerjavi z drugimi etničnimi lahko pojavijo tudi pri posameznikih, z uporabo ustrezne kombinacije anti- skupinami, pogostost MS nakazuje, ki prejemajo antiretrovirusno zdravlje- retrovirusnih zdravil številne okužbe da so vzroki verjetno genetski in nje zaradi okužbe s HIV. kakor tudi nevrološke težave vseeno okoljski. Mehanizem razvoja HAND je preprečimo. Poškodbe živčevja se pri nejasen, številni raziskovalci pa do- bolnikih z MS lahko kažejo na različne mnevajo, da določene virusne beljako- MULTIPLA SKLEROZA načine. Hrbtenjača, mali možgani in vine ali pa beljakovine, ki jih sproščajo Multipla skleroza (MS) je optični živci so pogosto prizadeti, okužene celice, okvarijo nevrone. vnetna bolezen osrednjega simptomi in znaki pa posledično veli-Ključni vidik je okužba s HIV, saj živčevja, ki se običajno pojavi v kokrat vključujejo otrplost, nerodnost ustrezno zdravljenje le-te pri številnih starosti med 20 in 40 let. Imunski in zamegljen vid, poleg tega pa tudi 92 Spoznanja o možganih | society for neuroscience Poškodbe in bolezni 14 glukokortikoidi (steroidnimi zdravili), ki lahko prispevajo k skrajšanju aku- tnih zagonov. Na voljo so tudi zdravila za lajšanje mišične otrdelosti, bole- čine, utrujenosti, nihanj razpoloženja ter težav s spolnostjo in delovanjem prebavil ter sečil. KRONIČNA BOLEČINA Bolečina je lahko akutna – krat- kotrajni stranski učinek poškodbe ali bolezni – ali kronična in vztraja tedne, mesece, celo leta ter za nekatere bolnike postane osrednja težava. Z bolečino se spopada več kot 100 mili- jonov prebivalcev ZDA, njihovo število pa presega vsoto tistih z diagnozo sladkorne bolezni, srčno-žilnih bolezni ali raka. Bolečine v hrbtu, glavoboli ter bolečine v področju obraza sodijo med najpogostejše oblike, v ZDA pa stroški zdravljenja, invalidnosti in izgube produktivnosti zaradi bolečine znašajo med 560 in 635 milijardami ameriških dolarjev letno. Kronična bolečina vodi v spremembe zaznave, Na mestu poškodbe ob vnetnem odzivu nastajajo prostaglandini, ki povečajo vzdražnost nociceptor- pozornosti, razpoloženja, motivacije, jev. Aspirin zavre njihov nastanek in tako blaži bolečino. Opioidna zdravila pa delujejo v osrednjem živčevju, kjer preprečujejo prenos bolečinskih signalov. učenja in spomina, naraščajoč nabor znanstvenih izsledkov pa kot ključ do nerazločen govor, šibkost, bolečino, recidivno-remitentna oblika posto- učinkovitega zdravljenja izpostavlja motnje koordinacije, nenadzorovano poma preide v napredujočo obliko. pristope, ki združujejo farmakološke tresavico (tremor), izgubo nadzora Bolezen je znotraj vsake kategorije učinkovine, psihološko podporo, nad hotenim praznjenjem mehurja, dodatno opredeljena kot »aktivna« fizioterapevtsko obravnavo in druge motnje spomina, depresijo in utruje- ali »neaktivna«, glede na prisotnost modalnosti. nost. novih žarišč na MR slikanju, ali pa kot Po postavitvi diagnoze MS je »stabilna«, če se klinična slika in izvidi Zdravljenje bolečine zdravljenje odvisno od tipa bolezni. slikanja z MR ne slabšajo. Anestezija se uporablja za Strokovnjaki jo glede poteka delijo v MS ne sodi med ozdravljive preprečevanje bolečine pri številnih, tri oblike: recidivno-remitentno MS, bolezni, vendar je kljub temu na raz- predvsem kirurških posegih. Lokalni pri kateri se poslabšanje obstoječih polago in v razvoju čedalje več zdra- anestetiki, med katerimi se pogosto ali pojav novih simptomov izmenju- vil. Od leta 2010 je bilo odobrenih uporabljata prokain in lidokain, pos-jeta z obdobji njihovega delnega šest novih ali izboljšanih učinkovin, redujejo svoje učinke z začasnim one-ali popolnega izginotja; primarno ki ne blažijo zgolj simptomov, tem- mogočenjem vzdraženja in delovanja progresivno MS, ki jo opredeljuje na- več vplivajo na sam potek bolezni. nociceptorjev. predujoče poslabšanje bolnikovega Obstaja več zdravil, ki lahko poma- Ko se zaznava bolečine že stanja od diagnoze dalje; in sekun- gajo obvladati vnetja ob zagonih oblikuje, jo lahko lajšamo s štirimi darno progresivno MS, pri kateri recidivno-remitentne MS, vključno z glavnimi skupinami protibolečinskih society for neuroscience 93 | Spoznanja o možganih 14 Poškodbe in bolezni zdravil: aspirinom in drugimi nestero- idnimi antirevmatiki (angl. nonsteroi- dal anti-inflammatory drugs - NSAIDs), kot sta ibuprofen in naproksen; opioidi (močnimi zdravili, ki delujejo v osrednjem živčevju), kot sta mor- fij in kodein; antiepileptiki, kot je gabapentin, ali antidepresivi, kot je amitriptilin. Zdravila iz skupine NSAID blažijo vnetje, zato so primerna za lajšanje bolečine po kirurških posegih in pri kroničnih vnetnih boleznih, kot je artritis. V poštev pridejo tudi pri laj- šanju blagih do zmernih glavobolov, zvinov, zobobolov in podobnih stanj. Svoje učinke posredujejo prek zavore encimov, ki sodelujejo pri tvorbi spo- jin, ki spodbujajo vnetje in vzdraženje nociceptorjev (npr. prostaglandini). Zmerne bolečine lahko zdravimo tudi s souporabo NSAID-ov in šibkih opioidiov, kot je kodein. Opioidi so pogosto pred- pisani v primeru hudih bolečin in delujejo v osrednjem živčevju prek opioidnih receptorjev na nevronih, s čimer ne zmanjšajo le občutka bolečine, temveč lahko povzročijo tudi občutek vzhičenosti oz. evforije. Do možganske kapi pride v primeru oviranega dotoka s kisikom in hranili bogate krvi do (posamezne- Čeprav so učinkovita protibolečinska ga predela) možganov, pri čemer gre lahko za posledico predrtja žilne stene ali zapore žilne svetline s zdravila, je njihova raba lahko tve- krvnim strdkom. Nevroni, prikrajšani za hranila in kisik, začnejo odmirati že po nekaj minutah, težavo pa predstavlja tudi nastanek reaktivnih kisikovih spojin, ki lahko možgansko tkivo še dodatno okvarijo. gana zaradi resnih stranskih učinkov, Klinična slika možganske kapi, ki lahko vključuje motnje gibanja in govora, je odvisna od prizadetega vključno z zavoro dihalnega centra, področja možganov. predvsem pa zaradi možnosti za razvoj sindroma odvisnosti. Opioi- biološko povratno zanko (angl. biofe- zaradi poškodb in okvar živčevja (t. i. dna epidemija, ki trenutno razsaja v edback), lahko pomaga pri sproščanju nevropatij). Slednje so lahko pos-ZDA, je delno posledica nekritičnega in zmanjševanju škodljivih posledic ledica neustrezno zdravljene slad-predpisovanja opioidnih zdravil in so- kronične bolečine, koristna pa je korne bolezni, virusnih okužb (npr. z časnega slabega zdravljenja kronične lahko tudi pri naslavljanju motenj virusom Varicella zoster, ki povzroča bolečine. Ker se možgani posame- razpoloženja, zaznave, spomina in norice, pri prebolevnikih pa kasneje znika s kronično bolečino lahko drugih psiholoških dejavnikov, ki so v življenju lahko tudi boleč izpuščaj, korenito spremenijo, je potrebno pri pogosto prizadeti zaradi kronične ki mu pravimo pasovec), amputacije odpravljanju tako zapletene težave bolečine. uda in možganske kapi. uporabljati več kot le zdravila. Antiepileptiki in antidepresivi Psihološka podpora, vključno se v splošnem uporabljajo za zdravlje- s kognitivno-vedenjsko terapijo in nje nevropatske bolečine, ki nastane 94 Spoznanja o možganih | society for neuroscience Poškodbe in bolezni 14 Telesu lasten sistem za lajšanje poskuša čim bolj celostno upoštevati Do nedavnega je zdravljenje bolečine tudi možgane. kapi vključevalo predvsem fiziote- Raziskave kažejo, da v živčevju rapijo in govorno terapijo, trenutni nastajajo telesu lastni opioidi, ime- MOŽGANSKA KAP standard zdravljenja pa predsta-novani endorfini, ki se vežejo na V ZDA vsako leto približno vljajo zdravila za raztapljanje krvnih opioidne receptorje v osrednjem 800.000 posameznikov doživi strdkov. Mednje sodi tkivni aktivator živčevju in prispevajo k blaženju možgansko kap – prekinitev pretoka plazminogena (tPA), ki je bil s strani bolečine. Odkritje zgostitev opioidnih krvi skozi možgane zaradi predrtja žile FDA odobren leta 1996 in ki lahko ob receptorjev v hrbtenjači je botrovalo ali pojava krvnega strdka. Med njimi pravočasni, ustrezni uporabi (znotraj injekcijam morfija in drugih opioidov jih približno 600.000 možgansko kap treh ur od pojava prvih simptomov v likvor, ki obdaja hrbtenjačo, in ugo- doživi prvič. Možganske kapi so vodilni in znakov kapi) prepreči nepovratno tovitvi, da ob tem pride do olajšanja vzrok dolgotrajne invalidnosti v ZDA, z okvaro možganskega tkiva zaradi bolečine brez sočasne paralize ali njimi povezani stroški, vključno s pomanjkanja kisika in hranil. V pomoč omrtvičenosti, zato se tovrstne injek- stroški oskrbe, zdravil in bolniške so lahko tudi kirurški posegi za izbolj-cije za lajšanje bolečin po operacijah odsotnosti, pa na letni ravni znašajo šanje prehodnosti žilja, z zdravljenjem uporabljajo še danes. Nekateri bolniki okrog 33 milijard ameriških dolarjev. srčno-žilnih bolezni in uporabo zdravil prejmejo tudi vsadke s črpalko, ki jim Vsako leto za posledicami kapi umre proti strjevanju krvi pa lahko zmanj-omogoča dolgoročno lajšanje hudih več kot 130.000 prebivalcev ZDA. šamo tveganje za nastanek krvnih kroničnih bolečin. Dejavniki tveganja za pojav strdkov ter možgansko kap prepre- Raziskovalci so opredelili možganske kapi vključujejo debelost, čimo. številne molekule, udeležene pri izku- telesno nedejavnost in srčno-žilne Trenutno potekajo tudi razi-šnji in odzivanju na bolečino. Razvoj bolezni. Z vzdrževanjem zdrave te- skave za razvoj novih načinov prepre-zdravil, usmerjenih proti tem moleku- lesne mase, rednim gibanjem, izogi- čevanja in zdravljenja možganske kapi. lam, bi lahko prispeval k učinkovitej- banjem prekomernemu pitju alkohola Nekatere učinkovine lahko preprečijo šemu zdravljenju akutne in kronične in doslednim jemanjem zdravil za odmiranje nevronov zaradi kapi, naka-bolečine. srčno-žilne bolezni, kot je povišan zuje pa se tudi možnost zdravljenja z Napredki v slikovnih tehnikah krvni tlak, lahko tveganje pomembno matičnimi celicami, ki bi v prizadetem za prikaz možganov so poglobili naš zmanjšamo. Delno k tveganju prispeva področju možganov morda lahko pri-uvid v to, kako se možgani odzivajo tudi dednost, zlasti, če je vsaj eden spevale k hitrejšemu okrevanju, zlasti na kronično bolečino tudi po izgino- od staršev doživel kap pred 65. letom ob dodajanju rastnih dejavnikov – in tju škodljivega dražljaja in zacelitvi starosti. Kljub opredelitvi nekaterih to tudi, če jih tja injiciramo šele nekaj poškodb. Razvoj novih pristopov kandidatnih genov se domneva, da k dni po kapi. za diagnozo in lajšanje kronične višjemu tveganju za možgansko kap bolečine se tako premika v smeri, ki prispeva več genetskih dejavnikov. society for neuroscience 95 | Spoznanja o možganih POGLAVJE 15 Nevrodegenerativne Nevrodegenerativne bolezni označuje napredujoč propad živčnih celic. Pogosteje se bolezni pojavljajo pri starostnikih, ki jih je zaradi staranja svetovnega prebival-stva, predvsem na račun izboljšane zdravstvene oskrbe, čedalje več. Med letoma 2015 in 2060 bo v ZDA število posameznikov, starejših od 65 let, naraslo z 48 milijonov (15 % prebi- valstva) na 98 milijonov (skoraj 25 % prebivalstva), zato raziskovanje nevro- degenerativnih bolezni postaja čedalje pomembnejše. V zadnjih letih so številne objave v uglednih znanstvenih revijah, kot sta Nature in Scientific American, razpravljale o zanimivi možnosti: da so temeljni vzrok številnih, če ne celo vseh nevrodegenerativnih bolezni, morda napačno zvite beljakovine, imenovane prioni, ki so nekaterim bralcem verjetno znani iz konteksta »bolezni norih krav«. Raziskovalci se sprašujejo, ali lahko prioni (kot izraz za bolezensko spremenjeno obliko raz- ličnih beljakovin in ne zgolj tistih, ki jih povezujemo z bovino spongiformno encefalopatijo, kot strokovno pravimo »bolezni norih krav« ) prispevajo k po- javu pogostejših bolezni, kot so Alzhei- merjeva in Parkinsonova bolezen ter amiotrofična lateralna skleroza. Za prione je namreč značilna sprememba v tridimenzionalni zgradbi beljakovine, ki ji onemogoča normalno delovanje in prispeva k njenemu kopičenju v skupkih, ki lahko okvarjajo celice. Odgovor na to, pa tudi marsikatero drugo vprašanje o vzrokih nevrodege- nerativnih bolezni, še iščemo, vsak nov uvid v delovanje zdravih možganov pa nam lahko olajša razvoj načinov za preprečevanje in zdravljenje bolezni, ki jih okvarjajo. 96 Spoznanja o možganih | society for neuroscience Nevrodegenerativne bolezni 15 ALZHEIMERJEVA BOLEZEN Alzheimerjeva bolezen (AB) povzroča demenco in je sčasoma smrtna. V možganih bolnikov pride do napredujočega propada nevronov, kar okrni spomin in miselne procese. Pri »pozni« obliki AB se simptomi obi- čajno začnejo pojavljati po 65. letu sta- rosti ter sčasoma postajajo čedalje bolj izraziti. Pri »zgodnji« obliki se bolezen lahko razkrije že po 30. letu starosti, vendar ti bolniki na srečo zastopajo manj kot 10 % vseh z AB. Pogostnost in posledice AB je najpogostejši vzrok de- mence pri starejših: od približno 47 mi- lijonov bolnikov z demenco po celem svetu se jih z AB spopada med 60 in 70 %. Bolezen se pojavi pri približno 5 do 8 % posameznikov, starejših od 65 let, pri 15 do 20 % tistih, ki so starejši od NIH. 75 let, in pri 25 do 50 % posameznikov, ki so starejši od 85 let. Po nekaterih Alzheimerjeva bolezen okvari in uniči povezave med nevroni in tako prispeva k njihovemu propadu, kar se kaže z motnjami učenja, spomina in mišljenja, bolezen pa je sčasoma smrtna. ocenah z njo trenutno živi več kot 5 milijonov ljudi v ZDA, dejansko število pa bi lahko znašalo tudi do 11 mili- sedemkrat podcenjena, pravilne, jo to vsakodnevne naloge vzamejo več časa jonov na račun vseh, ki še ne kažejo uvršča na tretje mesto najpogostejših in da se težje znajdejo z denarjem ter simptomov bolezni. Nekatere skro- vzrokov smrti starostnikov v ZDA. plačevanjem računov. V zmerni fazi mnejše ocene napovedujejo, da bo do lahko pride do težav pri prepoznavi leta 2050 z AB v ZDA živelo kar 13,8 Klinična slika Alzheimerjeve družinskih članov in prijateljev ter uče-milijona ljudi. bolezni nju novih znanj in veščin, bolniki pa se AB je bila leta 2014 šesti naj- Simptomi in znaki AB se razliku- tudi težje znajdejo v novih situacijah, pogostejši vzrok smrti v ZDA, število jejo glede na fazo bolezni. V zgodnji sami oblečejo in izvajajo druge večsto-umrlih pa je znašalo 93.541. Čeprav fazi bolniki pogosto opažajo težave s penjske naloge. Pojavijo se lahko tudi je umrljivost zaradi AB od leta 1999, spominom (ki so izrazitejše od pri- halucinacije, blodnje, preganjavica ko je znašala 16,5 na 100.000 ljudi, do čakovanih glede na njihovo starost), in impulzivno vedenje. V napredovali leta 2014, ko je zaradi nje umrlo 25,4 zbranostjo, iskanjem ustreznih izrazov fazi bolniki postanejo povsem odvisni na 100.000 ljudi, narasla, je verjetno ali besed, računanjem in presojo ter od zunanje pomoči, njihovo telo pa še zmeraj podcenjena, saj nekateri bol- orientacijo v prostoru in času. Številni počasi ugaša. Sporazumevajo se s niki sploh ne prejmejo diagnoze, drugi diagnozo prejmejo šele v blagi fazi, ko stokanjem, ječanjem in godrnjanjem, pa imajo kot vzrok smrti navedena prihaja do osebnostnih in vedenjskih prespijo cele dneve in postanejo ne-stanja, ki so povezana z demenco (npr. sprememb, tavanja in izgubljanja v pokretni, pogosto pa tudi shujšajo, saj pljučnica zaradi vdihovanja želodčne prostoru, ponavljanja vprašanj, izgube težje požirajo. Za to fazo sta značilna vsebine ob nezmožnosti požiranja), oziroma zalaganja predmetov na še izguba nadzora nad odvajanjem in ne same AB. Če so domneve, da nenavadna mesta, pogosto pa (sami blata in vode ter pojav kožnih okužb in je smrtnost zaradi AB vsaj šest- do ali njihovi svojci) opažajo tudi, da jim epileptičnih napadov. society for neuroscience 97 | Spoznanja o možganih 15 Nevrodegenerativne bolezni Diagnosticiranje Alzheimerjeve bolezni Diagnozo AB najpogosteje postavi zdravnik, ki bolnika, njegove svojce ali prijatelje povpraša o njegovem zdravju, osebni zgodovini bolezni, sposobnosti izvajanja vsakodnevnih nalog in morebitnih vedenjskih ali osebnostnih spremembah. Nato pre- veri bolnikove umske sposobnosti, kot so spomin, sposobnost reševanja na- log, pozornost, jezikovno izražanje in sposobnost štetja. Ker se tudi nekatere druge bolezni možganov (vključno z demenco z Lewyjevimi telesci, fronto- temporalno demenco, Parkinsonovo boleznijo ter možgansko kapjo in tumorji), pa tudi motnje spanja in stranski učinki okužb ali zdravljenja, lahko kažejo s podobnimi odkloni na preizkusih umskih sposobnosti kot AB, najdba kognitivnega upada ne pomeni nujno demence zaradi AB. Raziskovalci že dolgo iščejo an. zanesljiv biološki označevalec, s katerim bi pri bolnikih lahko potrdili Jensflor prisotnost AB. Dva kandidata sta Amiloidni plaki, na sliki vidni kot večje temnejše lise, so znak Alzheimerjeve bolezni, vendar raziskovalci še ugotavljajo, ali predstavljajo vzrok ali posledico bolezni. amiloid beta (oziroma beta-amiloid) in beljakovina tau. Pri AB amiloid beta tvori zunajcelične skupke, imenovane genskega tveganja ter analizo likvorja te preiskave ne uporabljajo v sklopu senilni ali nevritični plaki, ki vsebujejo in krvi. Pri diagnostičnih slikovnih rutinske diagnostike. delček izvorne beljakovine amiloida. preiskavah najpogosteje uporabljamo Tau, beljakovina, ki običajno stabilizira blago radioaktivno snov (sledilec), ki Vzroki in bolezenske spremembe celično ogrodje, pa v nevronih bolni- se veže na senilne plake in ob slikanju pri AB kov z AB tvori znotrajcelične skupke, s pozitronsko emisijsko tomografijo Vzroki in mehanizmi v ozadju imenovane nevrofibrilarne pentlje. prikaže njihovo nahajališče v mož- AB so v veliki meri še vedno uganka. Čeprav sta v možganih bolnikov z AB ganih bolnikov. Uprava za hrano in Večina primerov je verjetno posledica pogosto prisotni obe bolezensko spre- zdravila v ZDA (angl. U.S. Food and součinkovanja dednih in okoljskih menjeni beljakovini, pa biološkega Drugs Administration - FDA) je leta dejavnikov, vključno z dejavniki označevalca, s katerim bi zanesljivo 2012 odobrila prve tovrstne sledilce za življenjskega sloga. Raziskovalni potrdili prisotnost AB za časa bolni- opredelitev prisotnosti senilnih plakov izsledki kažejo, da med slednje sodijo kovega življenja, trenutno še ni, saj pri bolnikih z verjetno AB in drugimi tudi poškodbe glave, saj se v možga-je potrditev diagnoze odvisna šele vzroki demence, trenutno pa ta nabor nih bolnikov s kronično travmatsko od posmrtnega pregleda bolnikovih vključuje 18F florbetapir, 18F fluteme- encefalopatijo (angl. chronic traumatic možganov. tamol in 18F florbetaben. Ker so plaki encephalopathy - CTE) lahko pojavlja Obetavne diagnostične metode amiloida beta prisotni tudi v možga- kopičenje beljakovine tau, redkeje pa vključujejo slikovne preiskave, oceno nih bolnikov brez demence ali AB, se tudi beta-amiloida. 98 Spoznanja o možganih | society for neuroscience Nevrodegenerativne bolezni 15 Zdi se, da do začetka celičnih tudi k spremembam (hiperfosforilaciji) pojava bolezni tudi prišlo. Običajna okvar pri AB pride desetletje ali več beljakovine tau in njenemu kopiče- oblika beljakovine ApoE nastaja pred pojavom prvih simptomov. Bole- nju v obliki nevrofibrilarnih pentelj v predvsem v astrogliji in poškodovanih zen zaradi propada aksonov in sinaps telesih živčnih celic (»zdrava« oblika nevronih ter pomaga pri odstranjeva-že zgodaj prizadene celični transport, beljakovine sicer stabilizira mikrotu- nju topnega amiloida beta iz možga-kar okrni nastanek nevrotransmiter- bule, ki so ključni za nemoten aksonski nov. jev – molekul, ki se iz presinaptičnega transport), sprva v entorinalni skorji in Pri večini ljudi je pojav AB nevrona sproščajo v sinaptično špra- hipokampusu – delih možganov, ki sta posledica součinkovanja genskih in njo ter z vezavo na receptorje postsi- pomembno udeležena pri pomnjenju okoljskih dejavnikov. Med dodatne naptičnega nevrona (ali druge tarčne in prehodu iz kratkoročnega v dolgo- genske dejavnike tveganja prište-celice) prenašajo sporočila – in vodi ročni spomin. vamo mutacije v genu C9ORF72 (ki se v pojav motenj pozornosti, spomina, Čeprav so senilni plaki in pojavljajo pri zgodnji in pozni obliki učenja in višjih umskih sposobnosti. nevrofibrilarne pentlje prisotni v mo- AB, poleg tega pa tudi pri amiotro-Čeprav vzrok še ni znan, se zdi, da žganih bolnikov z AB, ni dokazov, da fični lateralni sklerozi, ALS, in fronto-so nevritični plaki in nevrofibrilarne jo povzročajo – zdi pa se, da med ami- temporalni demenci). Omenjeni gen pentlje v to dogajanje pomembno loidom beta in beljakovino tau lahko nosi zapis za beljakovino, ki uravnava vpleteni. Plaki so sestavljeni iz beta- prihaja do škodljivih medsebojnih »promet« v notranjosti celice, nedavne amiloida, ta pa nastane z zlepljanjem vplivov, še preden se začneta kopičiti raziskave pa kažejo, da je pomembna delcev t. i. izvorne beljakovine ami- v skupke. Bolezensko spremenjena tudi pri popravljanju napak v genskem loida (angl. amyloid precursor protein beljakovina tau lahko ovira celični zapisu celice – deoksiribonukleinski - APP) – vlaknaste beljakovine, ki se transport, v velikih količinah pa tudi kislini, DNK. pogosto nahaja v sinapsah nevronov. okrni normalno delovanje amiloida Zdi se, da je vloga gena Topna oblika amiloida beta se močno beta. TOMM40 (ki nosi zapis za beljakovino, veže na sinaptične receptorje, sinapse Zdi se, da lahko tudi vnetje in udeleženo pri premiku drugih belja-pa kmalu zatem propadejo. To obliko debelost prispevata k pojavu omenje- kovin v mitohondrije) pri razvoju AB amiloida beta zato pojmujemo kot nih bolezensko spremenjenih beljako- dokaj zapletena. Posamezniki z daljšo močno sinaptotoksično, v nasprotju z vin, s čimer botrujeta večji pojavnosti obliko tega gena so lahko bolj ali manj njo pa se netopna, manj strupena ob- in hujšemu poteku AB. (Senilni) plaki ogroženi za njen pojav, pri čemer je lika zleplja v plake in dosega bistveno in (nevrofibrilarne) pentlje škodljivo ključno vprašanje, ali je AB prizadela višje koncentracije. Nekatere raziskave vplivajo na mikroglijo, vrsto imunskih enega od staršev. V tem primeru bi bil kažejo, da bi bila topna oblika beta celic v osrednjem živčevju, in astrog- bolnik z daljšo obliko TOMM40 bolj amiloida lahko obetavna tarča za učin- lijo, ki nevronom nudi oporo in jim ogrožen za razvoj AB, če pa bolezni v kovito zdravljenje AB. omogoča normalno delovanje. družini ni, so nosilci daljše oblike gena Trenutno je prevladujoča manj podvrženi motnjam spomina v razlaga medsebojnega vpliva amilo- Gensko ozadje Alzheimerjeve primerjavi s posamezniki, pri katerih je ida beta in beljakovine tau pri pojavu bolezni gen krajši. AB t. i. amiloidna hipoteza, ki vlogo Zgodnja oblika AB je redka, avto- Mutacije, ki okrnijo funkcijo sprožilca bolezenskega procesa somno dominantna oblika bolezni, za gena TREM2, lahko botrujejo pojavu pripisuje amiloidu beta. Njegovo katero so značilne mutacije v genih bolezenskih sprememb, značilnih za kopičenje, ki se prične v neokorteksu, APP, PSEN1 in PSEN2, prvi znaki in AB. Če sta mutirani obe kopiji gena, naj bi prispevalo k oksidativnemu simptomi pa se pri tej obliki lahko po- pride do zgodnje oblike AB, če le stresu in okvari mitohondrijev. Ker javijo že med 40. in 50. letom starosti. ena, pa do pozne oblike, kar izkazuje so slednji ključni pri preskrbi celice z Pri pozni obliki AB je najpomembnejši prispevek genskih dejavnikov tvega-energijo, bi tovrstne okvare sčasoma genski dejavnik tveganja prisotnost nja k obema oblikama bolezni. Zdrava lahko vodile v okrnjeno delovanje in mutacij v genu za apolipoprotein E oblika beljakovine TREM-2 sodeluje pri smrt nevronov. Teorija predpostavlja, (APOE), zlasti variante ApoE4, ki pa odstranjevanju celičnih odpadkov in da pojav nevritičnih plakov prispeva sama po sebi še ne pomeni, da bo do amiloidnih beljakovin ter pri zaviranju society for neuroscience 99 | Spoznanja o možganih 15 Nevrodegenerativne bolezni vnetja v mikrogliji. fazi. odobren januarja 2023. Čeprav se zdi Zgodnjo obliko AB trenutno Trenutno potekajo številna novica spodbudna, saj naj bi učinko- preučujeta dva večja programa: prvi je klinična preizkušanja z namenom vini v kliničnih preizkušanjih zavirali t. i. Projekt zveze dominantno pode- razvoja boljših zdravil zoper AB: Forum kopičenje beta-amiloidnih plakov v dovane Alzheimerjeve bolezni (angl. Alzheimerjeve bolezni (angl. Alzhei- možganih bolnikov v zgodnji fazi AB, The Dominantly Inherited Alzheimer mer’s Forum) je v času pisanja te knji- je njun klinični učinek skromen in v Network project), ki ga podpira Državni žice navajal 14 učinkovin v zaključnih najboljšem primeru napredek bolezni inštitut za staranje v ZDA (angl. U.S. fazah kliničnih preizkusov, vendar se še vedno zgolj upočasnjuje. Ker gre za National Institute of Aging), tvori pa ga tovrstne raziskave pogosto zaključijo invazivno obliko zdravljenja (bolniki deset raziskovalnih ustanov v Avstraliji, brez uspeha. Med letoma 2002 in 2012 protitelesa prejemajo intravensko), Združenem kraljestvu in ZDA. Drugi je zgolj 0,4 % (ali 1 od 245) učinkovin povezano z visokimi stroški (pri aduca-je Pobuda za preprečevanje Alzhei- prejela dovoljenje za uporabo pri numabu so slednji ocenjeni na 56.000 merjeve bolezni (angl. Alzheimer’s zdravljenju AB – najpogosteje zaradi ameriških dolarjev letno za enega Prevention Initiative), ki preučuje 5000 neučinkovitosti kot posledice dejstva, bolnika, kar ne vključuje slikovnih sorodnikov s to boleznijo v mestu da niso bile usmerjene proti zgodnjim preiskav za spremljanje učinkovitosti Antioquia v Kolumbiji. bolezenskim spremembam, značilnim in neželenih učinkov), kar omejuje za AB. Spletni registri bi lahko zaradi njegovo dostopnost, ter relativno red- Zdravljenje Alzheimerjeve bolezni lažjega vključevanja preiskovancev kimi, vendar resnimi neželenimi učinki V ZDA (in Evropi) je na voljo v zgodnjih fazah bolezni prispevali k (vključno z možganskimi krvavitvami pet učinkovin, ki AB sicer ne boljšim izidom kliničnih preizkušanj, in otekanjem možganovine), je jasno, zdravijo ali upočasnijo, vendar lahko le-ta pa čedalje pogosteje vključujejo da nas do cilja - učinkovitega zdravlje-blažijo simptome. Tri (donepezil, tudi posameznike, ki še ne kažejo nja AB - čaka še dolga pot. galantamin in rivastigmin) zavirajo simptomov, vendar pri njih obstaja delovanje encima acetilholinesteraza velika verjetnost za pojav AB. PARKINSONOVA BOLEZEN ter tako povečujejo količino razpolo- Druga strategija za zdravlje- Parkinsonova bolezen (PB) je žljivega acetilholina, nevroprenašalca, nje, ki temelji na amiloidni hipotezi, druga najpogostejša nevrodegene-udeleženega pri učenju in pomnjenju, za odstranjevanje amiloidnih plakov rativna bolezen. Njena pojavnost se, v osrednjem živčevju. Četrta učinko- izkorišča bolnikov imunski odziv. V tako kot pri AB, povečuje s starostjo, vina, memantin, je antagonist recep- preteklosti so že potekala preizkuša- prvi simptomi in znaki pa se v pov-torjev NMDA. V zdravih možganih ti nja cepiv, ki posameznikov imunski prečju pojavijo okoli 60. leta starosti. receptorji po vezavi nevroprenašalca sistem spodbudijo k tvorbi protiteles Približno 5 milijonov posameznikov glutamata prispevajo k povečanju zoper amiloid beta, in pasivne imuni- v desetih najbolj poseljenih državah koncentracije kalcijevih ionov v zacije, pri kateri posameznik prejme sveta ima PB, njena pojavnost pa se živčnih celicah. Pri AB so okvarjene protitelesa, vendar sta se oba načina bo po nekaterih ocenah do leta 2030 celice preplavljene s kalcijevimi ioni, zdravljenja izkazala za neučinkovita pri podvojila. V ZDA diagnozo vsako kar jih še dodatno poškoduje (pojavu posameznikih v zmerni do napredovali leto prejme od 50 do 60 tisoč ljudi, pravimo nevronska ekscitotoksičnost), fazi AB. pri čemer pa je bolezen verjetno še memantin pa temu nasprotuje tako, V skupino protiteles proti pogostejša, saj se zgodnji simptomi da zavira vtok kalcijevih ionov skozi beta-amiloidu sodita tudi dve ina- in znaki pogosto tolmačijo kot nor-receptorske kanalčke NMDA. čici, ki sta bili v času med nastankom malno staranje, bolniki pa zato sploh Peta učinkovina združuje do- zadnje izdaje izvirnika knjižice Brain- ne obiščejo zdravnika. nepezil in memantin ter se uporablja Facts (leta 2018) in njenim slovenskim Starosti prilagojena smrtnost v zmerni do napredovali fazi bolezni. prevodom (konec leta 2023) deležni zaradi PB se je med letoma 2000 in Tako donepezil kot rivastigmin se precejšnje pozornosti: aducanumab, 2013 povečala z 8,8 na 11,0 / 100.000 lahko uporabljata v vseh fazah AB, ki je bil junija 2021 v ZDA odobren moških in s 3,9 na 4,8 / 100.000 žensk. galantamin v zgodnji do zmerni fazi, kot prvo zdravilo za vzročno zdravlje- Bolezen se iz razlogov, ki še niso memantin pa v zmerni do napredovali nje AB, in lecanemab, ki je bil v ZDA razjasnjeni, pogosteje pojavlja pri 100 Spoznanja o možganih | society for neuroscience Nevrodegenerativne bolezni 15 , NIH. ging e on A nstitut tional I Na Alzheimerjevo bolezen povezujemo s kopičenjem amiloida beta v obliki senilnih plakov (na sliki rjave barve) med nevroni in beljakovine tau (na sliki modre barve), ki se kopiči v obliki znotrajceličnih nevrofibrilarnih pentelj. Obe bolezensko spremenjeni beljakovini ovirata normalno delovanje nevronov. moških. Od pet do deset odstotkov gibanja: upočasnjenostjo, togostjo, Bolezenske spremembe in vzroki primerov predstavlja t. i. »zgodnja« motnjami koordinacije in ravno- PB je motnja motoričnega oblika bolezni, ki se pojavi pred 50. težja ter tresenjem dlani, rok, nog, sistema, ki jo povzroči propad letom starosti, še redkejša pa je t. i. čeljusti in obraza v mirovanju. Z dopaminskih nevronov v substantii »juvenilna« oblika, pri kateri se prvi napredovanjem bolezni se tresavica, nigri (t. i. črni snovi), verjetno zaradi simptomi in znaki pojavijo že v dru- imenovana tudi tremor v mirovanju, mitohondrijskih okvar in motenj v gem desetletju življenja. poslabša in lahko ovira hojo, govor in celičnem dihanju. Substantia nigra je Ocene pogostnosti oziroma druga preprosta opravila. V kasnejših del mezencefalona, ki ga uvrščamo skupnega števila bolnikov s PB se fazah se pogosto pojavi tudi upad med bazalne ganglije. Slednji so po svetu razlikujejo, zato je pojav ali umskih sposobnosti, pri nekaterih udeleženi pri izvajanju gibov, nagra-število novih primerov v določenem bolnikih pa tudi motnje čustvovanja jevanju in razvoju odvisnosti. časovnem obdobju (npr. letu dni) (npr. depresija), težave s požiranjem Nekateri primeri »zgodnje« boljši kazalnik. Višja je v bogatejših in žvečenjem, težave s kožo, zapr- oblike PB so povezani z mutacijami državah (zakaj, še ni znano), o po- tje in težave pri odvajanju vode ter v genu PARK2 (ali PRKN), ki nosi zapis večanem tveganju za pojav PB pa motnje spanja, vendar se hitrost za beljakovino, imenovano parkin. poročajo tudi iz ruralnih območij, kjer napredovanja bolezni ter stopnja iz- Četudi je večina primerov bolezni je raba pesticidov pogostejša. raženosti simptomov in znakov med posledica součinkovanja okoljskih in posamezniki lahko razlikuje. Nekateri dednih dejavnikov, ima od 15 do 25 Klinična slika so zaradi bolezni močno oškodovani, % bolnikov, pri katerih se PB pojavi PB se sprva kaže z motnjami pri drugih pa je klinična slika blažja. v odrasli dobi, znanega sorodnika s society for neuroscience 101 | Spoznanja o možganih 15 Nevrodegenerativne bolezni PB. Geni, kot so SNCA (ki nosi zapis z motnjami motorike, pri miših ne napredka ne upočasni. Žal lahko za beljakovino alfa-sinuklein), LRRK-2 pojavljajo. dolgotrajno zdravljenje z L-dopo (za beljakovino, imenovano »kinaza, Raziskave, ki preverjajo povzroči pojav diskinezij oziroma bogata s ponovitvami levcina«) in uporabnost matičnih celic za nado- nenadzorovanih, nehotenih gibov. GBA (za beljakovino glukocerebro- meščanje poškodovanih dopaminskih Strategije zdravljenja PB, ki so trenu-zidaza), prav tako kažejo na pomen nevronov, so se izkazale za obetavne. tno še v razvoju, vključujejo gensko genskih dejavnikov pri razvoju PB. Poznamo dva tipa matičnih celic: terapijo in usmerjen vpliv na posame-Čeprav sta PB in demenca z Lewyje- bolj prilagodljive (in, na račun izvora, zne celične procese. vimi telesci občasno pojmovani kot sporne) zarodne ter inducirane pluri- Pri zdravljenju PB, kjer se različni bolezni, se Lewyjeva telesca, potentne matične celice (angl. induced mišična togost, tremor, upočasnjeno skupki beljakovin v telesih nevronov, pluripotent stem cells, iPSC). Slednje gibanje in težave z gibljivostjo ne pojavljajo pri obeh stanjih. Njihova izvirajo iz že specializiranih celic odra- odzivajo več na druga zdravila, se glavna sestavina je alfa-sinuklein, slih tkiv (najpogosteje kože ali krvi), ki čedalje pogosteje uporablja tudi prepleten z drugimi beljakovinami, jih raziskovalci s posebnimi postopki kirurški poseg, imenovan globoka kot so nevrofilament, ubikvitin, alfa B-kristalin, verjetno pa tudi beljakovina tau v obliki nevrofibri- larnih pentelj. Alfa-sinuklein je sicer udeležen pri transportu dopamina v A osrednjem živčevju. LS je svoje drugo ime, Lou Gehrigova Ker test za potrditev pri- sotnosti PB ne obstaja, postavitev bolezen, dobila po slavnem igralcu bejzbola iz diagnoze brez uveljavljenih bioloških označevalcev temelji na bolnikovi New Yorka. osebni zgodovini, klinični sliki in nevroloških preiskavah, ki lahko vključujejo slikovne metode. Točna diagnoza je lahko izziv zaradi ne- katerih drugih bolezni, ki se kažejo s podobnimi simptomi in znaki kot PB, vlogo bioloških označevalcev pa spravijo nazaj v stanje, podobno zaro- možganska stimulacija (angl. deep bi v prihodnjih letih lahko prevzele dnim celicam. Nekatere laboratorijske brain stimulation - DBS). Pri njem se v nekatere molekule, povezane z delo- raziskave z iPSC kažejo spodbudne možgane vsadi majhen spodbujeval-vanjem mitohondrijev. rezultate, izidi kliničnih preizkušanj za- nik, ki oddaja električne impulze, ki rodnih celic pa so bili mešane narave. ovirajo možganske signale v ozadju Raziskave Izsledki raziskave Univerze v Kjotu, ob- motoričnih simptomov PB. Pred vsa- Živalski model PB predstavljajo javljeni leta 2017, so bili vzpodbudni: ditvijo spodbujevalnika nevrokirurg miši, ki jim raziskovalci vbrizgajo v njej so človeške celice iPSC vsadili v z uporabo magnetnoresonačnega snov MPTP (1-metil-4-fenil-1,2,3,- možgane opic, ki so prejele MPTP, ter slikanja ali računalniške tomografije 6-tetrahidropiridin), saj se pretvori dve leti kasneje pri istih živalih našli določi najverjetnejše mesto izvora bol-v nevrotoksični presnovek MPP+ znake uspešnega razvoja in delovanja nikovih težav, pri čemer gre največkrat (1-metil-4-fenilpiridinium), ki povzroči dopaminskih nevronov. za talamus, subtalamično jedro ali del izgubo nevronov v substantii nigri in globusa pallidusa (ki ga uvrščamo v kognitivni upad, oboje pa spominja na Zdravljenje bazalne ganglije). Po slikanju se za na-motnje, značilne za PB. Kljub temu ne Zdravljenje z levodopo tančnejšo določitev mesta izvora težav gre za popoln model človeške PB, saj (L-dopo) začasno ublaži včasih uporabi tudi mikroelektrodni se nekateri simptomi in znaki, vključno simptome in znake PB, vendar njenega zapis, kar vključuje uporabo tanke žice 102 Spoznanja o možganih | society for neuroscience Nevrodegenerativne bolezni 15 za merjenje aktivnosti živčnih celic v skih sposobnosti ali značaja. Zgodnji Raziskovanje in zdravljenje področju zanimanja, postopek pa se je simptomi in znaki vključujejo mišično Zdravila za ALS ni, kakor tudi pri določenem deležu bolnikov izkazal šibkost, trzanje in sčasoma paralizo ne učinkovine, ki bi lahko za visoko uspešnega. dlani in stopal. Z napredovanjem bo- ustavila njen napredek ali povrnila Dodatna metoda, ki je trenu- lezni bolnik izgubi sposobnost premi- izgubljene sposobnosti. FDA je kljub tno še v razvoju, vključuje raziskova- kanja, govora in uživanja hrane. Večina temu za zdravljenje ALS odobrila nje načinov za »razbijanje« skupkov bolnikov umre v treh do petih letih po edaravon in riluzol. Edaravon je alfa-sinukleina v Lewyjevih telescih postavitvi diagnoze zaradi prizadetosti antioksidant, ki zmanjšuje tvorbo celici z uporabo visokega hidrostatskega oživčenja prepone in drugih dihalnih škodljivih prostih radikalov in tako tlaka, s čimer bi beljakovini domnevno mišic, 10 % (vključno z znanim fizikom lahko ublaži simptome bolezni, riluzol povrnili izvorno funkcijo. Drug pristop Stephenom Hawkingom) pa jih lahko pa zmanjšuje količino glutamata in temelji na izsledkih epidemioloških živi tudi 10 let in dlje. lahko za nekaj mesecev podaljša raziskav, ki nakazujejo na nižjo po- življenje bolnikov. javnost bolezni pri uživalcih kave in Bolezenske spremembe in vzroki Za bolnike z mutacijo v genu kadilcih cigaret. Če kofein in nikotin Motorični nevroni povezujejo SOD1 obstaja tudi upanje v obliki delujeta zaščitno, to morda odraža možgane s hrbtenjačo in skeletnimi mi- utišanja okvarjenega gena z uporabo še neznan vidik njunega delovanja v šicami, ki omogočajo izvajanje hotenih umetnega delca RNK. Laboratorijske osrednjem živčevju, ki lahko koristi gibov. Pri ALS motorični nevroni sprva miši, ki se uporabljajo kot živalski dopaminskemu sistemu. usihajo in nato propadejo, temu pa za- model ALS in ki so prejele to obliko radi odsotnosti oživčenja sledi narašča- zdravljenja, so dlje časa ohranile mi- AMIOTROFIČNA LATERALNA joča šibkost, trzanje in propad (atrofija) šično moč ter sposobnost premikanja SKLEROZA (ALS) skeletnih mišic. in samostojnega dihanja – bolezen je ALS združuje skupino napre- Zgolj 5 do 10 % primerov ALS pri njih napredovala počasneje, smrt dujočih in sčasoma smrtnih bolezni je izključna posledica genskih dejavni- pa nastopila kasneje kot pri živalih, motonevrona. Bolezen je svoje drugo kov. Tej obliki pravimo »družinska«, sicer ki zdravljenja niso prejele. Ta oblika ime, Lou Gehrigova bolezen, dobila pa gre za »sporadično« ALS. Čeprav zdravljenja se je izkazala za varno tudi po slavnem igralcu bejzbola iz New so mutacije številnih genov povezane pri poskusih z nečloveškimi primati. Yorka, ki se je moral zaradi nje upoko- z večjo dovzetnostjo za ALS, vzorec Bolnikovo kakovost življe-jiti v starosti 36 let, umrl pa je dve leti dedovanja še ni znan. Približno 25 do 40 nja lahko pomembno izboljša tudi kasneje. Z ALS se sooča okoli 15.000 % družinske ALS je posledica škodljive zdravljenje v ustrezno (tehnološko in prebivalcev ZDA, večina pa je starih od mutacije v genu C9ORF72, nekateri kadrovsko) opremljeni kliniki za ALS. 50 do 70 let. Čeprav bolezen nekoliko posamezniki s to mutacijo pa poleg pogosteje prizadene moške, se razlika simptomov in znakov ALS razvijejo HUNTINGTONOVA BOLEZEN z naraščajočo starostjo zmanjšuje, iz tudi demenco – temu stanju pravimo Huntingtonova bolezen (HD) je neznanih razlogov pa so belci brez lati- frontotemporalna demenca, povezana z dedna motnja, ki okvari sposobnost noameriških korenin bolj ogroženi za ALS (ALS-FTD). Med 12 in 20 % primerov hotenega izvajanja gibov in okrni njen pojav od drugih etničnih skupin. družinske oblike ALS je posledica muta- umske sposobnosti. Njena pojavnost Vojni veterani so od 1,5- do 2-krat bolj cij, ki okvarijo gen SOD1 ter tako okrnijo pri Evropejcih znaša med 3 in 7 na podvrženi njenemu pojavu od splošne količino encima superoksid dismutaze 100.000 posameznikov, pri Japoncih, populacije, kar je morda posledica v celici, ki sicer pretvarja superoksidni Kitajcih in v Afriki pa je precej redkejša. izpostavljenosti okoljskim onesnaže- radikal, ki lahko poškoduje celične Okvarjena oblika gena HTT se deduje valcem, kot so svinec in pesticidi. strukture, v manj škodljiv molekularni avtosomno dominantno: če je en starš kisik ali vodikov peroksid. Te in druge nosilec okvarjene oblike gena, drugi Simptomi in znaki dedne oblike ALS, vključno s tistimi, ki pa ne, ima njun potomec 50 % mož- ALS, za razliko od prej omenje- vključujejo mutacije v genih UBQLN2 nosti za dedovanje okvarjene oblike nih nevrodegenerativnih bolezni, in VEGF, ponujajo pomemben uvid v gena in pojav bolezni. Najpogostejša prvenstveno ne okrni bolnikovih um- celične mehanizme nastanka bolezni. oblika HD se začne prej kot večina society for neuroscience 103 | Spoznanja o možganih 15 Nevrodegenerativne bolezni drugih napredujočih nevrodegenera- in celičnih struktur ter mehanizme, selni oligonukleotid – enoverižna DNK, tivnih bolezni in se običajno pokaže ki celico ščitijo pred apoptozo. Pri prirejena tako, da zmanjša izražanje med 30. in 40. letom starosti, smrt pa mutirani obliki gena se pojavlja mutiranega gena in nastanek okvar-običajno nastopi od 15 do 20 let po prekomerno število ponovitev treh jene beljakovine. Učinkovina je pojavu prvih simptomov in znakov. zaporednih nukleotidov v DNK: trenutno v drugi fazi kliničnega Juvenilna oblika HD se začne že v citozina, adenina in gvanina (CAG). Pri preizkušanja, kjer njeno učinkovitost otroštvu ali mladostništvu, ti bolniki zdravih posameznikih število pono- primerjajo s placebom pri naključno pa običajno umrejo od 10 do 15 let po vitev CAG v genu HTT znaša med 10 razporejenih bolnikih v zgodnji fazi pojavu bolezni. in 35, pri bolnikih pa od 36 do več kot HD. 120. Večje število ponovitev pomeni FDA je spomladi 2017 odo- Klinična slika zgodnejši nastop bolezni ter hujšo brila učinkovino, imenovano deut- HD se pogosto sprva kaže z izraženost simptomov in znakov. etrabenazin, za zdravljenje horee razdražljivostjo, nihanji razpoloženja, »Podaljšana« oblika hun- pri bolnikih s HD. Gre za šele drugo majhnimi nehotenimi gibi (horeo), tingtina je nagnjena k zlepljanju v učinkovino, namenjeno zdravljenju motnjami koordinacije in težavami s skupke, ki verjetno – kljub temu, da HD. Napredki so prisotni tudi pri sprejemanjem odločitev ter učenjem. najbrž niso neposredno odgovorni opredelitvi bioloških označevalcev HD: Z napredkom bolezni postane horea za smrt živčne celice – ovirajo prenos beljakovina tau, ki je pogosto vpletena izrazitejša, zaradi česar bolniki vse elektronov v dihalni verigi mito- v nevrodegenerativne bolezni, in lahka težje izvajajo hotene gibe, kot so hoja, hondrijev in tako sprožijo škodljivo veriga nevrofilamenta (del celičnega govor, celo požiranje, obenem pa se zaporedje dogodkov, ki privede do ogrodja) sta v likvorju bolnikov s HD poglobi tudi upad umskih sposob- motenj v celičnem delovanju oziroma prisotna v večjih količinah kot pri zdra-nosti. Juvenilna oblika HD je podobna, do celičnega propada. Najpogosteje vih posameznikih. Izsledki nedavne vendar vključuje tudi upočasnjenost prizadeta področja možganov vklju- raziskave zato predvsem lahko verigo gibov, nerodnost, pogoste padce, čujejo bazalne ganglije, udeležene pri nevrofilamenta, v manjši meri pa tudi mišično togost, nerazločen govor in izvajanju hotenih gibov, in možgan- beljakovino tau, označujejo kot more-prekomerno slinjenje. Učni uspeh se z sko skorjo, ki pomembno prispeva bitno uporaben biološki označevalec upadom umskih sposobnosti pos- k umskim sposobnostim, zaznavi in pri HD. Zanimivo je, da bi lahka veriga labša, pri 30 do 50 % bolnikov pa se spominu. nevrofilamenta podobno vlogo lahko pojavijo tudi epileptični napadi. igrala tudi pri ALS in drugih nevro- Diagnoza in zdravljenje degenerativnih boleznih. Raziskave Vzroki in genetika Podjetje Ionis Pharmaceuticals na miših namreč kažejo, da se njena Od leta 1993 je znano, da HD je konec leta 2015 začelo s količina v likvorju in krvi poveča pred povzročajo mutacije v genu HTT na prvim kliničnim preizkušanjem pojavom nevroloških simptomov in kromosomu 4, ki nosi zapis za belja- terapije za »gensko utišanje« na znakov, kar verjetno odraža razvoj kovino huntingtin. Slednja je verje- človeških preiskovancih, katerega cilj okvar v osrednjem živčevju. tno vpletena v celično signalizacijo, je bil znižati količino okvarjenega transport, vezavo drugih beljakovin huntingtina. IONIS-HTTRx je protismi- 104 Spoznanja o možganih | society for neuroscience POGLAVJE 16 Raziskovalni K ot ste lahko prebrali v predho-dnih poglavjih, je nevroznanost izjemno napredovala v zadnjih 150 letih. Gonilo tega napredka je pristopi bil razvoj novih raziskovalnih orodij in tehnologije, ki so omogočili prve slike posameznih nevronov in razkrili genetske dejavnike v razvoju bo- lezni živčevja. V tem poglavju bomo predstavili nekatere najpomembnejše raziskovalne metode, ki so prispevale k boljšemu razumevanju možganov, od novih načinov mikroskopiranja in živalskih modelov do naprednih mole- kularnih tehnik. ANATOMSKA ORODJA Anatomija je veda o zgradbi bioloških organizmov. Anato- mija možganov se začne z zgradbo nevronov, ki so med najbolj zaplete- nimi in raznolikimi vrstami celic v človeškem organizmu. Znanstveniki so prvič videli nevrone v poznem 19. stoletju, kar je omogočil razvoj histoloških tehnik. Izhodišče za histološko analizo so zelo tanke rezine možganskega tkiva, na katere znan- stveniki nanesejo barvila ali spojine, ki povečajo kontrast ali označijo posa- mezne strukture. Označene rezine nato analizirajo s svetlobnim mi- kroskopom, ki usmeri svetlobo skozi tanko tkivo in sistem leč, ki poveča sliko tkivne zgradbe tako, da so strukture videti do 1000-krat večje kot s prostim očesom. Histologija je veda o celični zgradbi tkiv. Histološke tehnike lahko prikažejo razlike v gostoti posameznih vrst celic ali prisotnost nekaterih mo- lekul, ki so značilne za prisotnost do- ločene bolezni. Te tehnike so olajšale spoznavanje procesov, ki botrujejo na- stanku nekaterih nevrodegenerativnih bolezni. Histološke metode so recimo pokazale, da je encim, ki razgrajuje acetilholin, povezan z možganskimi 105 16 Raziskovalni pristopi plaki in pentljami pri Alzheimerjevi osemdesetih letih prejšnjega stoletja čamo kratkotrajno preživetje v bolezni. V možganih bolnikov s Parkin- in je pogosta metoda, s katero razisko- petrijevki. V taki možganski rezini sonovo boleznijo je histologija razkrila valci in zdravniki prikažejo podrobne lahko raziskovalci natančneje prepoz-odmiranje nevronov, ki z izločanjem slike možganov. MR temelji na uporabi najo celice, ki jih nato preučujejo. Prav dopamina uravnavajo gibanje. močnega magnetnega polja in radij- tako lahko raziskujejo učinke različnih Še dolgo po tem, ko je svetlobna mi- skih valov za prikaz možganov glede snovi, ki jih dodajo možganskim kroskopija znanstvenikom omogočila na razporeditev vode v tkivu. Slikanje rezinam v laboratoriju. prvi vpogled v nevrone, je znanstvena z MR je za preiskovanca neškodljivo S temi metodami so znanstve-srenja živahno razpravljala o vpraša- in neboleče, terja pa mirno ležanje ali niki prišli do pomembnih spoznanj o nju, ali so nevroni posamezne celice sedenje v ozki cevi tomografa. Prei- sinaptični plastičnosti — sposobnosti ali neprekinjena mreža povezanih skava je tudi dokaj hrupna. Z uporabo sinaps, da okrepijo ali oslabijo prenos celičnih teles. Nevroni so posejani tako MR-slikanja lahko raziskovalci ločijo signalov v odziv na zaznane prilive im-na gosto, da odgovora nismo imeli vse možgansko sivino od beline. Sivino pulzov in druge spremembe. Ponavlja-do petdesetih let 20. stoletja, ko se je sestavljajo telesa nevronov, njihovi joče se vzburjenje živčne celice, ki ga razvila nova tehnologija - elektronska dendriti in sinapse. Belino sestavljajo izzovemo z urjenjem živali, da izvaja mikroskopija (EM). EM lahko pri- aksoni, oviti v maščobno mielinsko določeno nalogo, ali pa z neposrednim kaže izjemno podrobne slike celične ovojnico, zaradi katere so ti predeli električnim draženjem nevrona, okrepi zgradbe, povečane nekaj 100.000-krat, videti svetlejši. Na temelju zaznavanja sinapse tega nevrona z njegovimi z usmerjanjem snopa elektronov skozi vsebnosti vode v tkivu slikanje z MR tarčnimi celicami in poveča verjetnost, ultra tanke rezine tkiva, ki jih nato omogoča jasno razločevanje med da se bo naslednja živčna celica od-poveča in izostri z uporabo elektroma- cerebrospinalno tekočino, sivo možga- zvala na prihajajoči signal. gnetnih leč. S pomočjo EM so razisko- novino, kjer so telesa celic, polna vode, Slabost opisanih pristopov elektrofizi-valci končno lahko videli, da nevroni in maščobno belino. ologije je, da gre za invazivne metode. niso del neprekinjene mreže, temveč Toda niso vse elektrofiziološke metode ločene celice. ORODJA RAZISKOVANJA invazivne: elektroencefalografija (EEG) Čeprav gre za ločene celice, delujejo FIZIOLOGIJE zaznava električno aktivnost mož-nevroni kot sestavni deli omrežij, kjer Ko se električni impulzi ganov brez poseganja v organizem. z ostalimi celicami komunicirajo prek prenašajo vzdolž aksonov, se Pri EEG namestimo tanke ploščate ozkih špranj, imenovanih sinapse, kjer informacija posreduje prek nevronskih kovinske elektrode na površino lasišča. aksonski končič enega nevrona stopi povezav, ki prepredajo možgane. Za Vsaka elektroda je s tanko žičko po-v stik z dendritom ali celičnim tele- raziskovanje te aktivnosti raziskovalci vezana s strojem, ki beleži električno som druge celice. En način za prikaz merijo spremembe električnega aktivnost nevronov blizu možganske teh signalnih povezav med nevroni naboja prek membrane posameznih površine. Ta pristop je bil zlasti koris-vključuje injiciranje radioaktivnih nevronov z elektrofiziološkimi meto- ten pri raziskovanju epilepsije in faz molekul ali sledilcev v telo nevrona. dami. Zelo tanko stekleno elektrodo spanja. Žal pa nam EEG ne pove niče-Raziskovalci nato spremljajo poto- vstavijo v nevron, da lahko izmerijo sar o delovanju posameznih nevronov. vanje radioaktivnosti vzdolž aksona, napetost prek njegove membrane, ki Raziskovalci, ki jih zanima delovanje kar izriše pot in pelje do naslednje se spremeni, ko je nevron vzdražen. S posameznih nevronov v živih mož-sinapse. Podobna tehnika uporablja to tehniko lahko merijo celično ganih, lahko uporabijo metodo, ki se sledilce, ki lahko prehajajo tudi prek aktivnost v možganih živih laboratorij- imenuje dvofotonska mikroskopija. sinaps, od enega nevrona do drugega. skih živali, kot so podgane ali miši, kar Pri tej metodi mora biti poskusna S temi sledilci so znanstveniki razkrili omogoča raziskovanje prenosa živčnih žival (vinska mušica ali miš) genetsko zapletene povezave, prek katerih infor- električnih signalov v stanju normalnih spremenjena tako, da nekateri nevroni macija potuje med mrežnico v zrklih in celičnih povezav. Druga metoda v njenih možganih proizvajajo belja-vidno skorjo v možganih. raziskuje delovanje celic v rezinah kovino, ki sveti, kadar jo osvetlimo s Še ena tehnika za raziskovanje anato- možganov, ki jim z ustrezno tempera- svetlobo določene valovne dolžine (tj. mije možganov je slikanje z magnetno turo, kislostjo, ionsko sestavo in z laserjem). Dvofotonska mikroskopija resonanco (MR). MR je bila razvita v ostalimi pogoji v raztopini omogo- je omogočila vpogled v možgane med 106 Spoznanja o možganih | society for neuroscience Raziskovalni pristopi 16 normalnimi procesi (npr. učenjem), najprej pomislimo na škodljiv vpliv nim motnjam, od depresije in shizofre-kot tudi v dogajanje med razvojem sprememb posameznih baz v dednem nije do motenj gibanja. bolezni — recimo postopen propad zapisu na organizem. Toda nekatere Genetsko raziskovanje je že nevronskih odrastkov v bližini odlag bolezni niso izraz posameznih na- daleč preseglo branje dednega zapisa. bolezensko spremenjenih beljakovin pačno zapisanih črk v dedni abecedi, V zadnjih letih so znanstveniki izpilili pri Alzheimerjevi bolezni. temveč nastanejo zaradi prekomer- molekularno orodje, s katerim lahko nega števila ponovitev (kopij) istega dedni zapis urejajo bolj natančno in GENETSKA ORODJA zapisa v DNK. Tak primer je Hunting- učinkovito kot kdajkoli prej. To orodje, Človeški genom je sestavljen iz tonova bolezen. Normalen gen za imenovano CRISPR (angl. Clustered treh milijard parov gradnikov beljakovino huntingtin, ki se kopiči Regularly Interspaced Short Palindro- deoksiribonukleinske kisline (DNK), ki pri tej bolezni, vsebuje okoli ducat mic Repeats ali »gručasto urejeno jih imenujemo »baze.« Ta množica ponovitev kratkega odseka DNK, pri razporejene palindromne ponovitve«), adenina (A), citozina (C), gvanina (G) in bolnikih pa število teh ponovitev je vzniknilo naravno, kot bakterijski timina (T) tvori približno 20.000 genov, lahko preseže 100 kopij. Raziskovalci obrambni odziv na viruse. Znanstve-ki vsebujejo navodila za sintezo danes uporabljajo t. i. DNK-čipe ali niki uporabljajo orodje CRISPR tako, beljakovin, dodatne dele DNK, ki imajo mikromreže, da zaznajo spremembe da ga usmerijo na določeni izbrani regulatorno vlogo, in dele, katerih vlog v številu kopij dela dednega zapisa. del DNK-zapisa pri poskusni živali še ne poznamo. Znanstveniki razisku- Omenjena »mreža« v izrazu mi- ali na človeških celicah v kulturi. Z jejo dednostne dejavnike na mnogo kromreža se nanaša na tisoče točk, dodatkom encimov, ki prepoznani del načinov, denimo s sledenjem bolezni urejenih v vrste in stolpce na površini DNK izrežejo in nadomestijo z novim, ali izbranih značilnosti skozi družinske DNK-čipa. Vsaka točka vsebuje znano lahko znanstveniki ustvarijo mutacije, rodovnike ali z določanjem na- zaporedje dednega zapisa, ki se lahko ki so jih prepoznali pri bolnikih, ali tančnega zaporedja baz v DNK (t. i. poveže z ustreznimi deli dedne snovi dodajo nove dele zapisa, da preverijo sekvence), ki vsebuje zapis za dolo- v raziskovanem vzorcu. S tem orodjem njihove učinke. Z orodjem CRISPR so čeno značilnost. Sodobnejša genetska lahko znanstveniki primerjajo vzorce znanstveniki pri poskusnih glodalcih orodja omogočajo tudi spreminjanje DNK dveh oseb, ene zdrave in ene z uspeli posnemati spremembe, kot jih genov in drugih dednih lastnosti v določeno motnjo, in vidijo, ali so delčki najdemo pri Alzheimerjevi bolezni, z prid boljšemu razumevanju delovanja zapisa DNK prisotni v več kopijah pri namenom raziskovanja bolezni in mo-možganov in v korist zdravljenja eni od obeh oseb. Druga vrsta mi- žnih postopkov zdravljenja. CRISPR je motenj ali bolezni. kromreže omogoča prepoznavo mo- uporaben tudi za raziskovanje človeš- Znanstveniki pogosto ne rebitne premestitve dela kromosoma kih nevronov, ki nosijo mutacije. S tem vedo, kateri gen ali druga lastnost (t. i. kromosomska translokacija) iz orodjem se približujemo razumevanju dedne snovi je temelj neke značilnosti. običajnega mesta na drug kromosom. vloge mutacij pri nastanku avtizma, Ta je lahko izraz zapisa znotraj kate- V sodobnem času smo priča Parkinsonove bolezni in drugih stanj, regakoli od 23 parov kromosomov v izjemnemu napredku postopkov za ki vplivajo na razvoj in delovanje človeški celici. Toda raziskave genet- določanje zaporedja (sekvence) baz nevronov. skih povezav so raziskovalcem omo- (t. i. sekveniranja) DNK, ki omogočajo Optogenetika je še en zani-gočile oblikovanje boljše predstave o učinkovito in cenovno dostopno miv primer uporabe genetskih orodij položajih posameznih genov. Pri tem raziskovanje zaporedij baz v DNK, v raziskovanju možganov. Ta izjemna raziskovalci najprej izberejo neko že povezanih z boleznimi. V začetku tega tehnika omogoča raziskovalcem, da poznano lastnost, ki se deduje skupaj tisočletja je projekt Humani genom nadzorujejo delovanje možganov s z raziskovano značilnostjo in za katero (ang. Human Genome Project) objavil svetlobnimi pulzi. Za optogenetsko že vedo, kje se nahaja zapis v kromo- večino človeškega dednega zapisa. raziskovanje znanstveniki najprej somu. Ta pristop, ki olajšuje iskanje še Temu je kmalu sledilo boljše razume- naredijo mišje nevrone občutljive neznanih genov, je botroval spozna- vanje delovanja možganov na ravni na svetlobo tako, da v genom živali njem o dednih dejavnikih številnih genov, celic in nevralnih omrežij. vstavijo gen za svetlobno občutljivo nevroloških bolezni. Genomika lahko pomaga prepoznati beljakovino. Nato v možgane vsta- Ob omembi mutacij verjetno genske variacije, ki prispevajo k različ- vijo optične kable, ki s kratkimi pulzi society for neuroscience 107 | Spoznanja o možganih 16 Raziskovalni pristopi svetlobe osvetljujejo nevrone in jih razvijejo obliko epilepsije, ki ni odzivna razkrili pomembne mehanizme učenja tako vzdražijo ali zavrejo, kar se kaže v na zdravila, ter kažejo izrazito intelek- in spomina. Aplysia ima le okoli 10.000 spremenjenem vedenju živali. Optoge- tualno in motorično oškodovanost. nevronov (človek jih ima okoli 86 netika je izboljšala naše razumevanje Okoli 70 odstotkov teh bolnikov ima milijard), a nekateri med njimi so delovanja nevronskih omrežij. Omogo- mutacijo v genu LIS1, toda prepoznani dovolj veliki, da se jih vidi s prostim čila je tudi uravnavanje kompleksnih sta vsaj še dve drugi mutaciji, ki lahko očesom, in so zato dostopen poskusni vedenj živali v različnih razmerah, od povzročita takšno okvaro. Pri drugi ge- model. Aplysia izraža preproste spanja do odvisnosti od drog. netski motnji, t. i. sindromu Kabuki, so v vedenjske vzorce, ki jih lahko spremi- Morda tega ne bi pričakovali, ospredju klinične slike umska oškodo- njamo s treningom. Ob blagem a genetika ni vedno vezana na genski vanost, značilen videz obraza, počasna električnem sunku polžjega repa se zapis. Omenili smo že regulatorne dele rast in drugi znaki. Diagnoza te bolezni nenaučen polž odzove z refleksnim DNK, katerih funkcija je uravnavanje je zahtevna zaradi širokega razpona odmikom škrge. Lahko pa ga naučimo, izražanja genov. Ti regulatorni odseki možnih manifestacij. Sekveniranje DNK da umakne škrgo že v odziv na DNK in encimi, ki so povezani z njimi, je pokazalo, da ima večina bolnikov s neškodljiv dotik, če smo tak dotik med določajo, pod kakšnimi pogoji (npr. v sindromom Kabuki mutacijo v genu treningom polža »povezali« s sočas-katerih celicah, pri kateri starosti itd.) KMT2D, a te mutacije ne najdemo pri nim električnim sunkom. Znanstveniki bo gen izražen in kdaj bo njegovo vseh bolnikih, nekateri bolniki pa jo so ugotovili, kako časovni potek prepisovanje zavrto. Opisane epige- imajo le v nekaterih celicah. Dodatno treninga vpliva na učenje, in odkrili netske spremembe se odvijajo skozi so pri bolnikih s tem sindromom našli molekule, ki okrepijo sinapse pri polžu proces, pri katerem se drobni kemijski mutacije v drugih genih, ki imajo po- tako, da je ob naslednjem dražljaju zaznamki pripnejo na regulatorne dobno vlogo kot gen KMT2D. odziv nevronov večji. Velik del teh odseke v genih. Zaznamki so signali, Nosilci mutacij niso vedno mehanizmov, odkritih pri polžu, velja ki določajo, ali bo gen izražen (in bo bolni – ne kažejo nujno znakov bolezni. tudi za človeka. botroval nastanku določene beljako- Sindrom krhkega kromosoma X, Vinska mušica (lat. Drosophila) vine) ali ne. V zadnjih desetletjih so najpogostejši vzrok prirojene umske je še en pogost živalski model za pre-raziskave epigenetskih mehanizmov oškodovanosti moških, je posledica učevanje vedenja, posebno v raziska-prispevale k boljšemu razumevanju prekomernega števila ponovitev vah vplivov genetskih dejavnikov na vloge genske regulacije v razvoju in kratkih odsekov v genu FMR1. Produkt vedenje. Variacije v enem izmed genov delovanju možganov. Razodele so tega gena, ki je nujno potreben za (t. i. foraging gene) določajo, ali se tudi, da lahko mutacije regulatornih delovanje sinaps, je okvarjen. Neka- bodo mušice med hranjenjem premi-delov DNK prispevajo k nastanku teri posamezniki z večjim številom kale ali bodo ostale na mestu. Mušice bolezni. ponovitev odsekov v FMR1 sami niso z mutacijami v drugem genu (t. i. prizadeti, a zelo verjetno napako posre- timeless gene) ne izražajo normalnega Genetika nevroloških bolezni dujejo potomcem, pri katerih se število dnevnega ciklusa budnosti in spa- Vpliv mutacij na izražanje določe- ponovitev lahko poveča in so zato nja. Mutacije genov vplivajo na velik nih znakov in simptomov bolezni se umsko oškodovani. razpon vedenja mušic, od agresivnosti razlikuje med posamezniki in tudi med do dvorjenja, kot tudi na učenje in boleznimi. Neka mutacija lahko pojasni ORODJA ZA RAZISKOVANJE spomin. Mnogi od teh genov imajo določene motnje, drugih pa si z njo ne VEDENJA ustreznice v človeškem genomu. moremo razložiti. Pogosto je mutacija Raziskovalci se pogosto Odvisnost je eden večjih izzi-le ena v nizu možnih genetskih spre- zatekajo k poskusom na živalih vov v raziskovanju človeškega vedenja. memb pri bolniku. Vzemimo za primer v iskanju odgovorov na vprašanje, Pomembno je, da to motnjo začnemo lizencefalijo (starogr. lissos (gladek) kako delovanje možganov poraja bolje razumevati in da najdemo nove in enkephalon (možgani)), razvojno vedenje. Dvajset centimetrov dolg načine zdravljenja. Nekatere poskusne motnjo, pri kateri je površina možga- morski polž (lat. Aplysia), ki nima živali, denimo podgane, bodo uživale nov povsem gladka (in ne prekrita z možganov, ni videti kot obetaven alkohol in droge, tudi če so ob tem značilnimi vijugami možganske skorje). model za raziskave delovanja možga- deležne neprijetnih dražljajev, kot sta Dojenčki s to motnjo kmalu po rojstvu nov, a skozi leta so poskusi na tej živali grenak priokus ali električni sunek. 108 Spoznanja o možganih | society for neuroscience Raziskovalni pristopi 16 Znanstveniki so odkrili spremembe v možganih živali, ki kažejo takšno, za odvisnost značilno vedenje, in odsli- kavajo nekatere značilnosti možganov ljudi z odvisnostjo. Zanimivo je, da nekateri soji podgan izražajo veliko dovzetnost za razvoj odvisnosti in vračanje k vedenju, značilnem za odvisnost, medtem ko so drugi bolj odporni. S primerjanjem genetskih značilnosti dveh sojev podgan z različno nagnjenostjo k odvisnosti od kokaina so znanstveniki prepoznali e. genetske različice, povezane z enim in nstitut drugim vedenjem; izsledki kažejo, da ce I vključeni geni in njihovo epigenetsko esour uravnavanje igrajo vlogo v dovzetnosti enome R za razvoj odvisnosti. Te raziskave lahko pripomorejo k boljšemu razumevanju tional Human G razvoja odvisnosti pri ljudeh, lahko pa Na tudi utrejo pot k prepoznavi posa- Zaradi živčevja, ki je veliko bolj preprosto od sesalskega, je bil morski polž Aplysia pomemben živalski meznikov z večjim tveganjem za to model v zgodnjih raziskavah nevrobiologije učenja in spomina. motnjo. Znanstveniki raziskujejo tudi vedenje ljudi. Zgodnje raziskave po- vezav določenih vedenj z aktivnostjo možganskih predelov so potekale kot opazovalne raziskave vedenja in oseb- nostnih značilnosti posameznikov, ki so utrpeli okvare majhnih predelov možganov zaradi poškodb ali kirurških posegov. Tako so raziskovalci ugo- tovili, da so ljudje po okvari čelnega režnja pogosto postali neobzirni in impulzivni. Sodobne slikovne metode, ki jih predstavljamo v nadaljevanju, tudi omogočajo razumevanje povezav možganske aktivnosti z določenimi vedenji. Prepoznava človeških obra- zov pri preiskovancih poteka sočasno s povečano aktivnostjo majhnega predela možganske skorje, ki pa ni ak- . tiven, kadar isti preiskovanci opazujejo .adv živalske obraze. Tehnike funkcijskega Paulomelo slikanja možganov so uporabne tudi Drosophila melanogaster za raziskovanje motenj v delovanju (na sliki) se pogosto uporablja v raziskavah možganov in vedenja možganov, recimo za določanje prede- lov v možganih, ki so bolj aktivni pri society for neuroscience 109 | Spoznanja o možganih 16 Raziskovalni pristopi bolnikih s shizofrenijo med doživlja- postanejo električno nabite), nakar jih njem slušnih halucinacij. pošljemo skozi električno ali magne- tno polje, kjer na njihovo premikanje ORODJA ZA BIOKEMIJO ključno vpliva njihova masa. Tako Čeprav veliko govorimo o lahko pridobimo dragocene podatke prenosu električnih signalov o značilnostih molekul. Masna spek- vzdolž živčnih celic, možgani v trometrija je pomembno prispevala prenosu informacij uporabljajo tudi k raziskovanju nevrodegenerativnih . molekule in kemijsko sporočanje med bolezni. Primer je eno izmed zdravil za assttr celicami. Nevrotransmiterji so kemijski Parkinsonovo bolezen, ki ima izrazite om/na.c sporočevalci, ki potujejo skozi sinap- neželene učinke, kot so nehoteni gibi. tockiS tično špranjo in prenašajo informacijo Z uporabo masne spektrometrije so od presinaptične (dohodne) celice k raziskovalci določili predel v možga- Magnetnoresonančni slikovni podatki (MRI) postsinaptični (odhodni). Z uporabo so vir podrobnih slik organov, kot so možgani. nih, kjer omenjeno zdravilo proži ne- mikrodializne metode lahko razisko- hotene gibe. Takšna spoznanja lahko valci spremljajo takšno kemijsko peljejo k postopkom za ublažitev ali sporočanje. S tankimi cevčicami, ki jih preprečitev neželenih učinkov. vstavijo v možgane, vzorčijo majhne količine tekočine tik ob nevronih in ORODJA ZA RAZISKAVE NA analizirajo kemijsko sestavo te teko- LJUDEH čine. Na primer, z analizo kemijske Mnoge od predstavljenih sestave tekočine tik ob nevronih med metod so preveč invazivne za procesom učenja lahko raziskovalci uporabo na ljudeh. To pa ne velja za prepoznajo molekule, ki so udeležene nove pristope k slikovnemu prikazu v medceličnem sporočanju tekom uče- delovanja možganov, saj ti ne terjajo nja. vrtanja lukenj v lobanjo in nimajo Mikrodializo pa lahko uporabimo drugih trajnih posledic. Funkcijsko Rama. tudi za dostavljanje snovi v možgane. slikanje z magnetno resonanco (znano Miši so med najpomembnejšimi živalmi v Mnoge snovi imajo pomembne učinke raziskavah živčevja. pod kratico fMRI iz angl. functional na možgane in z natančnim odmer- magnetic resonance imaging) lahko janjem in raziskovanjem učinkov uporabimo za snemanje možganske skozi gruče nevronov. Kadar je vzdra-teh snovi na posamezne nevrone aktivnosti osebe, ki mirno leži v tunelu ženje nevronov usklajeno (sinhronizi-v možganih lahko bolje razumemo snemalne naprave (skenerja). S to rano), njihovi skupni električni tokovi mehanizme njihovega delovanja. metodo lahko zaznavamo spremembe ustvarjajo šibka magnetna polja, ki jih Farmakologija, veda o vplivih različnih v pretoku krvi in razlike v oksigenirani oprema za MEG lahko zazna. Preisko-učinkovin (npr. zdravil ali drugih snovi) (s kisikom bogati) in deoksigenirani (iz vanec sedi ali leži, njegovo glavo pa na biološki sistem, se posveča razisko- katere je kisik že izstopil v tkivo) krvi, obdaja čeladi podobna naprava, ki vanju novih snovi, denimo za lajšanje saj bolj aktivni predeli možganov zaznava magnetna polja. MEG je bil bolečine ali zdravljenje psihiatričnih potrebujejo več kisika in hranil, ki jih uporaben v mnogih raziskavah: od bolezni, raziskuje pa tudi mehanizme prinaša oksigenirana kri. Čeprav so te raziskovanja odzivanja slušne skorje odvisnosti in drugih neželenih učinkov spremembe le posredni izraz nevron- na zvoke do prepoznave predelov v različnih snovi. ske aktivnosti, lahko z njimi dokaj možganih, kjer vznikne epileptična Še ena pomembna metoda za razisko- natančno spremljamo delovanje aktivnost. MEG je uporabna za spre-vanje delovanja molekul v možganih možganskih predelov. mljanje hitrih sprememb v možgan-je masna spektrometrija. Po pridobitvi Za razliko od fMRI, kjer ski aktivnosti (ima visoko časovno vzorca iz možganov (npr. z uporabo spremljamo spremembe pretoka krvi, ločljivost), ne more pa natančno metode, kot je mikrodializa) izposta- lahko z magnetoencefalografijo (MEG) določiti izvora aktivnosti (ima slabšo vimo snovi v vzorcu ionizaciji (tako zaznavamo dejanske električne tokove prostorsko ločljivost). Zato raziskovalci 110 Spoznanja o možganih | society for neuroscience Raziskovalni pristopi 16 kombinirajo podatke, pridobljene z zaznava razporeditev teh snovi v te- ktrične ritme ali nihanja (oscilacije). To MEG (za hitro sledenje spremembam lesu. Če uporabimo radioaktivni kisik, velja denimo za vidno skorjo. Čeprav možganske aktivnosti), s tistimi od lahko ocenjujemo pretok krvi, radioak- uporabljamo EEG že od leta 1929, še fMRI (ki odprejo vpogled v prostorske tivni nevrotransmiter pa bomo našli v vedno ne razumemo, kako nevralna značilnosti delovanja možganov). predelih možganov, kjer je ta molekula omrežja ustvarjajo te vzorce (imeno- Bližnja infrardeča spektrosko- udeležena pri prenosu informacij in vane »možganski valovi«). pija (angl. near-infrared spectroscopy kjer se nahajajo ustrezni receptorji. Ena veja nevroznanosti, ki - NIRS) je podobna fMRI v tem, da PET lahko označi tudi beljakovinske lahko pomaga premostiti vrzel med spremlja pretok oksigenirane krvi za plake, značilne za Alzheimerjevo bole- spoznanji na mikroskopski ravni z posredno oceno nevronske aktivno- zen, kar omogoča prepoznavo bole- onimi, ki jih dobimo z opazovanjem sti. Ključna razlika je v tem, da NIRS zenskih sprememb zgodaj v razvoju celih možganov, je računska nevrozna-omogoča zgolj meritve aktivnosti bolezni. PET ima zgledno časovno nost. Raziskovalci znotraj te discipline blizu površine možganov. Obenem pa ločljivost (podobno kot MEG), nima pa razvijajo teorije ali modele o tem, je ta metoda precej cenejša in manj dobre prostorske ločljivosti. kako možgani procesirajo informa-zahtevna od fMRI ter bolj udobna za Nekatere metode za raziskovanje cije, nato pa preverjajo delovanje teh preiskovanca. Za izvedbo NIRS potre- človeških možganov lahko tudi spre- modelov glede na resnične podatke, bujemo le posebno kapo z ustrezno minjajo možgansko aktivnost. Primer pridobljene z raziskovanjem živčevja. napeljavo, ki omogoča obsevanje z je magnetno draženje možganov skozi Tako lahko denimo analizirajo podatke laserskimi žarki (moč je manjša od 1 lobanjo (angl. transcranial magnetic iz EEG in slike iz fMRI, nato pa razvi-megavata) in zaznavanje svetlobe po stimulation - TMS). Pri TMS tuljavo, ki jejo matematične modele za razlago njenem prehodu skozi možgane. NIRS ustvarja magnetno polje, približamo udeležene nevronske in omrežne je uporabna za oceno nekaterih mož- glavi preiskovanca. Magnetno polje aktivnosti. Podatki, zbrani s številnimi ganskih okvar in spremljanje oksigeni- prodira skozi lobanjo in prehodno metodami, ki smo jih predstavili v ranosti možganov bolnikov v splošni vzburi ali utiša predel možganske tem poglavju (npr. elektrofiziologija, anesteziji. Zaradi enostavne uporabe skorje. TMS zato lahko uporabljamo molekularne raziskave, anatomija, je NIRS - za razliko od fMRI - priročna za lajšanje psihiatričnih motenj, kot so funkcijsko slikanje možganov), lahko za spremljanje možganske aktivnosti tesnobnost, depresija ali posttravmat- prispevajo k izboljšanju teh računskih tudi v razmerah, ko ljudje izvajajo ska stresna motnja. Zdi se, da je TMS modelov. različne naloge (npr. vozijo avtomobil uporabna možnost pri motnjah, ki se To poglavje je ponudilo prelet po avtocesti). ne odzivajo na zdravila. raziskovalnih metod, ki so spodbudile Pozitronska izsevna tomo- Čeprav je nevroznanost in še vedno spodbujajo odkritja v grafija (angl. positron emission to- izjemno napredovala, odkar so nevroznanosti. Z vznikom novih tehnik mography - PET) zaznava kratkožive raziskovalci prvič ugledali nevrone in tehnologij bodo tudi te postale del radioaktivne snovi, ki jih preiskovan- pod mikroskopom, mnogih poja- nabora pristopov za boljše razume-cem vbrizgamo v kri. Radioaktivne vov, povezanih z uporabo sodobnih vanje možganov in odkrivanje novih snovi so lahko različne, recimo kisik, raziskovalnih metod, še ne razumemo. pristopov za pomoč ljudem, ki jih glukoza, nevrotransmiter ali drobna Primer so podatki, ki jih pridobimo z prizadenejo bolezni možganov. molekula, ki se veže na bolezensko EEG. Metoda kaže, da imajo različni spremenjene beljakovine. PET-skener predeli možganov zanje značilne ele- society for neuroscience 111 | Spoznanja o možganih POGLAVJE 17 Spopadanje MOŽGANSKO-RAČUNALNIŠKI VMESNIK Vsakdo, ki pozna nevrološko oškodova- z izzivi nega posameznika – nekoga, ki na primer trpi zaradi cerebralne paralize, posledic prometne, športne ali druge nesreče, ali koga, ki je preživel mož- človeštva gansko kap – iz prve roke razume, da je sporazumevanje z zunanjim svetom in opravljanje vsakodnevnih nalog lahko izziv. Na srečo tehnološki napredki zadnjih desetletij ponujajo nove iztočnice za premostitev tovr- stnih ovir. Možgansko-računalniški vmesniki lahko na podlagi zaznane aktivnosti nevronov, običajno prek elektrod na površju skalpa ali v notranjosti možganov, predvidijo namero preiskovancev za izvedbo določenega giba ali vedenjskega vzorca, kar živalskim in človeškim preiskovancem lahko omogoča ali povrne nadzor nad okolico, od krmiljenja kurzorja ali robotskega uda do igranja videoiger zgolj z mislimi. Kljub temu, da se sliši kot znanstvena fantastika, večina na- predka na področju elektronskih možganskih vsadkov izhaja iz bazič- nih poskusov , ki so preverjali, kako človeški ali živalski preiskovanci načrtujejo in nadzorujejo različne vrste gibov. Žice, tanjše od lasu in vsajene globoko v možgane opic in podgan, so omogočile beleženje vzorcev prože- nja nevronov premotorične, primarne motorične in zadajšnje temenske skorje takrat, ko so živali izvajale določeno nalogo, kot je pritiskanje ročice. Ti vzorci so se sčasoma prevedli v računalniške algoritme, ki so živalim omogočile izvedbo iste naloge tako, da so zgolj z mislimi krmilile umetni ali robotski ud. Možgansko-računalniški vmesniki so se hitro izkazali za klinično uporabne: nevroznanstveniki in kirurgi Spopadanje z izzivi človeštva 17 so bolnikom z epilepsijo, paralizo, tehnologij torej čaka še precej dela, amiotrofično lateralno sklerozo ali po vendar jih to ne omejuje pri raziskova-možganski kapi v možgane vsadili nju širših področij, kjer bi se tovrstna elektrode v upanju, da jim bodo s tem tehnologija izkazala za uporabno – na omogočili sporazumevanje in samos- primer povrnitev spomina, izboljšanje tojno premikanje. V zgodnjih posku- umskih sposobnosti in zdravljenje mo-sih so bolniki pridobili zgolj omejen tenj, kot so depresija, Alzheimerjeva nadzor nad računalniško miško. Temu bolezen in epilepsija. je leta 2011 sledil preboj: tetraplegični bolniki so, po večmesečni vadbi, lahko GLOBOKA MOŽGANSKA nadzorovali robotski ud do te mere, da STIMULACIJA so spili požirek vode ali segli po roki Uvid v patofiziološko ozadje bližnje osebe. motenj gibanja je ponovno Nadaljnji razvoj te tehnologije zanetil zanimanje za njihovo zdravljenje A. bolnikom omogoča tudi čedalje boljši ARP z uporabo usmerjene električne stimula-D nadzor nad lastnimi paraliziranimi udi: cije. Najnaprednejšo in najnatančnejšo Razvoj možgansko-računalniških vmesnikov je elektrodni čipi v njihovih možganih omogočil osupljive napredke pri zdravljenju, metodo, globoko možgansko stimula- so povezani z rokavi ali rokavicami na vključno z nadomestnimi udi, ki jih bolniki nadzi- cijo (angl. deep brain stimulation - DBS), rajo z mislimi. prizadetem udu in lahko s pošiljanjem so navdihnili srčni spodbujevalniki. Pri majhnih električnih impulzov, ki vzdra- DBS se elektrode namesto v srčno normalno stanje. žijo bolnikove živce, znova predramijo mišico vsadijo v vnaprej določena Pri odločanju o tem, kje je ohromljene mišice. Tovrstne naprave področja možganov, glede na njihovo možgansko aktivnost treba utišati ali je potrebno pred splošno uporabo še nahajališče pa lahko lajšajo različne ponovno vzpostaviti, se nevrokirurgi poenostaviti, zmanjšati in izpiliti nji- motnje v delovanju možganov. opirajo na leta raziskav, ki so pri bolnikih hovo zanesljivost, k čemur bo verjetno Bolniki so med posegom za s tremorjem zaradi Parkinsonove bolezni pomembno prispeval razvoj brezžične vsaditev elektrod običajno budni, zato to ugotavljale z uporabo slikovnih tehnologije. da lahko nevrolog sproti preverja, ali metod, preučevanja nevroanatomskih Vzporedno poteka razisko- se nahajajo na pravem mestu. Bolni- značilnosti in temeljnih poskusov na vanje uporabe podobnih naprav na kovo glavo pri miru drži stereotaktični nečloveških primatih. DBS se uporablja širšem področju nevroprotez, ki ne le okvir, kirurg pa vmes v lobanjo (eno- ali tudi za zdravljenje epilepsije, distonije, prejemajo ukaze neposredno iz bol- obojestransko) zavrta majhne luknjice, Tourettovega sindroma in celo obse-nikovega živčevja, temveč lahko vanj skozi katere globoko v možgane porine sivno-kompulzivne motnje, potekajo pošiljajo tudi povratne informacije (kot tanke, izolirane žice, ki imajo na konicah pa tudi raziskave, ali morda pride v to na primer počnejo mrežnični vsadki elektrode. V ločenem posegu jih nato poštev pri zdravljenju posameznikov z in prostetični udi). Proteze za zgornje poveže z generatorji električnih impul- depresijo, ki se ne odzivajo na zdravlje-ude se že dolgo niso pomembno iz- zov, ki so vsajeni v podkožje zgornjega nje z zdravili, in podobnimi duševnimi boljšale, kar se tiče vodljivosti, nekateri prsnega koša in ki, ko so prižgani, po motnjami. novi modeli pa v svoje delovanje vklju- žicah pošiljajo električni tok do tarčnih Kljub temu pa so z DBS, kot z čujejo tudi mišice in živčevje uporab- nevronov, kar spremeni njihovo delo- vsakim kirurškim posegom, povezana nikov ter jim po eni strani omogočajo vanje. Uporaba DBS temelji na dejstvu, določena tveganja. Gre za močno boljši nadzor nad protezo, po drugi pa da se nevroni sporazumevajo z električ- invaziven poseg, ki ga lahko spremljajo celo zaznavanje predmetov, s katerimi nimi signali, ki so lahko spremenjeni pri zapleti, vključno z okužbami, možgan-so v stiku. Kljub temu so tudi najna- številnih motnjah gibanja – in tako, kot sko kapjo in možganskimi krvavitvami. prednejše nevroproteze, na primer lahko kričanje popolnoma preglasi os- Bolnika mora po posegu redno pregle-možganski vsadki, omejeni s številom tale zvoke v prostoru, lahko tudi odkloni dovati nevrolog, potrebno pa je poskr-in življenjsko dobo elektrod, saj se v električnih signalih vodijo v spreme- beti tudi za pravočasno menjavo baterij trenutno lahko povezujejo le z okoli njene, bolezenske gibalne vzorce. DBS to (na 3 do 4 leta). 100 nevroni. Raziskovalce in razvijalce »kričanje« prekine in ponovno vzpostavi society for neuroscience 113 | Spoznanja o možganih 17 Spopadanje z izzivi človeštva . hoff Heller Pri globoki možganski stimulaciji so elektrode vsajene v globoke možganske strukture, kamor pošiljajo električne impulze. Te ustvarjajo baterije, vsajene v podkožje bolnikovega prsnega koša, kot kaže rentgenska slika na desni. PSIHOAKTIVNO ZDRAVLJENJE v možganski skorji. Pri zdravljenju je najboljši pristop k njihovi uporabi. Transkranialna depresije je tarčno področje skorja stimulacija levega prefrontalnega režnja, z Nova zdravila Poznamo tudi nekatere neinva- vzdraženjem tamkajšnjih nevronov pa Večina zdravnikov za zdravljenje zivne oblike zdravljenja, s katerimi se bolnikovo razpoloženje sčasoma nevroloških in psihiatričnih mo-lahko vzdražimo nevrone v bližini izboljša. tenj najprej poseže po zdravilih. Vsi površja možganov: transkranialno Pri tDCS je princip delovanja antidepresivi, antipsihotiki in druge magnetno stimulacijo (TMS), transkra- podoben, le da namesto magnetnih psihoaktivne učinkovine so danes v nialno stimulacijo z direktnim električ- polj uporabljamo nekaj miliamperov uporabi zato, ker so prestali obsežna nim tokom (angl. transcranial direct direktnega električnega toka. Čeprav klinična preizkušanja, njihovo predpi-current stimulation - tDCS) in tran- sta tDCS in tACS še v zgodnjih fazah sovanje pa je precej podobno tistemu skranialno stimulacijo z izmeničnim razvoja, imata v primerjavi z DBS in iz petdesetih let prejšnjega stoletja, električnim tokom (angl. transcranial TMS nekaj pomembnih prednosti: ko smo jih začeli uporabljati. V vsaki alternating current stimulation - tACS). bolniki ob njuni uporabi poročajo le skupini teh zdravil se je pojavilo nekaj Vse uporabljajo bodisi magnetno polje o blagem mravljinčenju ali občutku novih učinkovin, ki se na svoje tarče ali šibak električni tok, kar spremeni lahnega dotika, naprave pa so cenejše, vežejo bolje, zaradi česar so bolj aktivnost živčnih celic v tarčnem delu lažje premične in manj zahtevne za učinkovite in, v nekaterih primerih, možganske skorje in vpliva tudi na uporabo kot tiste pri TMS in DBS. povzročajo tudi manj neželenih učin-globlja področja možganov, s katerimi Izsledki nekaterih raziskav kov. Vseeno pa gre v veliki večini zgolj se povezujejo. nakazujejo, da bi tDCS in tACS lahko za izboljšave že obstoječih zdravil, Med zdravljenjem s TMS bol- prispevali k boljšemu delovnemu povsem nova zdravila pa so redka, saj nik sedi, medicinska sestra ali tehnik spominu, lajšanju kronične bolečine jih je težko razviti. pa k njegovi glavi približa magnetni in simptomov depresije, fibromial- Med pomembnejše izzive, ki stimulator. Ta naprava s kratkimi, gije, shizofrenije ter drugih motenj. upočasnjujejo razvoj novih učinkovin nebolečimi magnetnimi impulzi, Zaključki meta-analiz jih žal ne za zdravljenje nevroloških in psihia-ki so podobne jakosti, a precej bolj podpirajo, strokovnjaki pa tudi še niso tričnih motenj, sodi iskanje molekul, usmerjeni od tistih pri magnetnore- soglasni glede tega, kako naj bi te ki zlahka prečkajo krvno-možgansko sonančnem slikanju, vzdraži nevrone naprave pravzaprav delovale in kakšen pregrado – sloj tesno povezanih en- 114 Spoznanja o možganih | society for neuroscience Spopadanje z izzivi človeštva 17 namenom zaviranja celične smrti pri različnih nevrodegenerativnih bole- znih. Izsledki posameznih predklinič- nih in zgodnjih kliničnih preizkušanj podpirajo uporabno vrednost enega izmed tovrstnih dejavnikov, rastnega y. dejavnika živčevja (angl. nerve growth ersit factor - NGF), ki je, ko so ga injicirali d Univ v možgane bolnikov z Alzheimer- or xf ain, O jevo boleznijo, prispeval k obnovi in razrastu holinergičnih živčnih vlaken okoli mesta injekcije, učinki pa so se v tional MRI of the Br nekaterih primerih ohranili tudi deset unc let. or F e f Tudi možganski nevrotrofični tr en d C faktor (angl. brain-derived neurotrop- or xf O hic factor - BDNF) se zdi obetaven kot Magnetnoresonančno slikanje podrobno prikaže zgradbo možganov. Tkiva, bogata z vodo in maščoba- morebitno sredstvo za zdravljenje mi, so na sliki svetlejša. Alzheimerjeve, pa tudi Hunting- dotelijskih celic, ki openja notranjost plake »označila«, to pa je mikroglijo tonove in Parkinsonove bolezni, možganskih žil, in visoko specializi- spodbudilo k temu, da jih je začela amiotrofične lateralne skleroze ter ranih astrocitov. Čeprav v normalnih odstranjevati. Cepljene miši, ki so Rettovega sindroma, saj se zdi, da pogojih pregrada ščiti možgane pred bile sicer vzrejene tako, da je pri njih so njegovi učinki še bolj izraziti od vdorom neželenih ali nevarnih snovi, prišlo do razvoja stanja, podobnega učinkov NGF. Zanimivo pa je, da lahko je v tem celo preveč uspešna, saj obe- Alzheimerjevi bolezni, so se v primer- bolnikom koristi tudi zaviranje delo-nem tudi preprečuje vstop mnogim javi z necepljenimi istovrstnimi mišmi vanja nekaterih rastnih dejavnikov, na zdravilom, ki jih bolnik prejme v obliki bolje izkazale na preizkusih spomina primer zaviralca izraščanja nevritov. tablet, obližev, injekcij ali klistirjev. (kot je Morrisov vodni labirint), kar Njegovo izražanje je, glede na neka-Raziskovalci so morali zato razviti zelo morda pomeni, da cepivo lahko blaži tere raziskovalne izsledke, povečano v majhne molekule in nove tehno- motnje spomina pri Alzheimerjevi zgodnjih fazah določenih motoričnih logije, kot so nanodelci, encimi, ki bolezni. motenj, kar bi lahko preprečevalo učinkovine pretvorijo v aktivno obliko Žal se je večina teh cepiv obnavljanje okvarjenih živcev. Razi-šele, ko prečkajo krvno-možgansko v kasnejših kliničnih preizkušanjih skovalci zato pri bolnikih z ALS in po-pregrado, in ustrezno prirejena proti- izkazala za neučinkovite, včasih so se škodbami hrbtenjače izvajajo klinična telesa. pojavili tudi hudi stranski učinki, kot preizkušanja protiteles, usmerjenih Veliko pozornosti so, zlasti je vnetje možganov, zato so bile no- proti tej beljakovini, tudi v splošnem pri tistih, ki se ukvarjajo z zdravlje- vejše različice prirejene tako, da niso pa velja, da naraščajoča potreba po njem Alzheimerjeve bolezni, požela izzvale tolikšnega avtoimunskega učinkovitih načinih zdravljenja nevro-tudi prva preizkušanja zdravil, ki za odziva ali pa so bile usmerjene proti loških in duševnih motenj spodbuja odstranjevanje neželenih beljakovin stopnji amiloidne beljakovine, ki se še raziskovalce in zdravnike pri razvija-iz možganov izkoriščajo imunski ni začela združevati v plake. nju novih pristopov in zdravil. sistem. Če so miši in opice prejele Nekatere druge oblike cepivo z delom molekule, ki v možga- zdravljenja delujejo tako, da spod- NAPOVEDOVANJE BOLEZNI nih bolnikov z Alzheimerjevo bolez- bujajo delovanje možganom lastnih S SLIKOVNIMI METODAMI IN nijo tvori amiloidne plake, so njihovi rastnih dejavnikov – beljakovin in POSAMEZNIKU PRILAGOJENO imunski sistemi izdelali protitelesa, peptidov, ki podpirajo rast in preži- ZDRAVLJENJE ki so lahko prehajala v možgane in te vetje posameznih vrst živčnih celic – z Čedalje boljše razumevanje society for neuroscience 115 | Spoznanja o možganih 17 Spopadanje z izzivi človeštva odklonov v zgradbi in delovanju kov, psihiatrom lahko dodatno koristila nosti možganov. Raziskovalci lahko živčevja, ki so značilni za posamezne pri izbiri zdravljenja, saj se trenutno s slikovnimi metodami opredelijo nevrološke motnje, pomeni tudi zanašajo predvsem na klinično sliko posamezna nevronska omrežja kot možnost hitrejše diagnoze – celo pred ter (bolnikove ali strokovne) zadržke verjetne podstati številnih duševnih pojavom simptomov in znakov glede uporabe posameznih učinkovin. stanj in preverijo, kako se na ravni bolezni. Številna bolezenska stanja, na posameznih živčnih celic spreminja primer Alzheimerjevo bolezen, CELIČNI KAZALNIKI BOLEZNI biokemijsko ravnovesje. Odkritje spremljajo vzorci možganske aktivno- V zadnjih letih zdravniki biološkega kazalnika, ki dobro od-sti in sprememb v zgradbi možganov, čedalje bolj pozivajo k raža tovrstne spremembe, bi lahko ki bi jih lahko z magnetnoresonančnim dopolnitvi ali celo zamenjavi Dia- pomembno opredelilo nove tarče, slikanjem (MR) spremljali skozi čas ter, gnostičnega in statističnega priroč- izboljšalo razvoj zdravil in omogočilo na podlagi primerjave teh posnetkov z nika duševnih motenj (angl. verodostojnejšo primerjavo učinkov modelom zdravih možganov, (teore- Diagnostic and Statistical Manual of zdravljenja, tako na ravni posamezni-tično) napovedali, ali je bolnik ogrožen Mental Disorders - DSM), ki duševne kov kot pri zasnovi kliničnih preizku-za razvoj bolezni. motnje razvršča glede na pojavnost šanj. Čeprav je še prezgodaj, da in pogostnost posameznih simpto- bi si z opisanim pristopom lahko mov (npr. žalosti, utrujenosti in CELIČNI PRESADKI pomagali pri kliničnem delu, razi- motenj spanca), z bolj objektivnimi Pri iskanju novih načinov skovalci upajo, da bo to nekega dne biološkimi kazalniki prisotnosti zdravljenja shizofrenije, tako rutinsko, kot je snemanje elekt- tovrstnih motenj. možganske kapi, Parkinsonove bolezni rokardiografskega zapisa in izvajanja Slednji bi, podobno kot in drugih stanj si raziskovalci po celem laboratorijskih preiskav za opredelitev uporaba slikovnih metod, lahko svetu pomagajo z matičnimi celicami. težav z delovanjem srca. Prvi korak k prispevali k napovedovanju posa- Te nespecializirane celice, pridobljene temu cilju je izdelava modela zdravih meznikovega tveganja za razvoj iz zarodkov ali tkiv odraslih posame-možganov za primerjavo, ki temelji na določene motnje še pred pojavom znikov, imajo neverjetno sposobnost povprečenju stotin naključno izbranih njenih simptomov ali znakov, kakor razvoja v katero koli izmed treh MR posnetkov, iz tega nabora podat- tudi k oceni učinkovitosti zdravljenja. glavnih vrst celic v možganih: nevrone; kov pa lahko nato s pomočjo strojnega Nabor kazalnikov bi lahko vključeval astrocite, ki z uravnavanjem mikrooko-učenja opredelimo lastnosti, ki nam beljakovine, maščobe, hormone, lja in dostavo hranil nevronom pridejo prav pri razločevanju zdravih nukleinske kisline ali druge spojine, omogočajo delovanje; ali oligodendro-od bolnih možganov. ki jih lahko zaznamo v vzorcih krvi, cite, ki obdajajo aksone živčnih celic in Podatki, zbrani z namenom urina, sline ali likvorja. zagotavljajo učinkovitejši prenos napovedovanja verjetnosti za razvoj Čeprav raziskovanje bio- signalov. Raziskovalci upajo, da bi bolezni možganov, so nam lahko v loških kazalcev nevropsihiatričnih lahko presadki matičnih celic v pomoč tudi pri vrednotenju učinkov motenj zaostaja v primerjavi z možgane bolnikov nadomestili in zdravljenja. Izsledki nekaterih raziskav, raziskovanjem na primer rakavih popravili že obstoječo škodo zaradi v katerih so sodelovali bolniki z depre- bolezni, raziskovalci preverjajo bolezni ali poškodb. sivno motnjo razpoloženja, kažejo na povezave med genskimi in celič- Terapija z matičnimi celicami večjo verjetnost uspeha psihoterapije nimi mehanizmi številnih duševnih se je v nekaterih poskusih izkazala pri posameznikih, ki so imeli na funk- motenj. Malo verjetno je, da bomo za obetavno, saj so miši, paralizirane cijskem slikanju povečano aktivnost odkrili en sam temeljni vzrok za- zaradi poškodbe hrbtenjače, nekaj amigdale (predela možganov, udele- nje – številni skeptiki celo trdijo, da tednov po prejemu presadka matičnih ženega pri čustvovanju), pri bolnikih je zgolj z razumevanjem delovanja celic lahko ponovno hodile. Doslej je s povečano aktivnostjo prednje insule možganov nemogoče razumeti le nekaj poskusov z matičnimi celicami (ki prav tako sodeluje pri čustvovanju) duševne motnje, saj so njihovi vzroki vključevalo človeške preiskovance, pa so se bolje obnesla zdravila. V pri- verjetno (še) bolj zapleteni – vendar največkrat bolnike po možganski kapi hodnje bi morda tovrstna tehnologija, napredki v nevroznanosti vseeno ali s Parkinsonovo boleznijo, neka-ki izkazuje biološke značilnosti bolni- ponujajo čedalje boljši uvid v skriv- teri med njimi pa so dosegli klinično 116 Spoznanja o možganih | society for neuroscience Spopadanje z izzivi človeštva 17 pomembno izboljšanje stanja. Drugi poskusi, pri katerih so presadki začeli proizvajati prekomerne količine dopa- mina, se žal niso izkazali za učinkovite. Zdi se torej, da je potrebno pred splošno uporabo terapije z matičnimi celicami v klinični praksi premostiti še nekaj ovir, vključno z zahtevnimi postopki pridobivanja, boljšim nad- zorom njihovega razvoja po presa- ditvi ter spremljanjem, ali iz njih res nastanejo tiste celice, ki jih bolniku primanjkuje, bolnikov imunski sistem pa lahko presadek tudi zavrne. Čeprav je znanstvenikom nedavno uspelo celice iz možganov bolnika pretvoriti v dopaminske nevrone in bi s tem lahko rešili številne prej omenjene zagate, so ti postopki še v razvoju in brez dovoljenja za uporabo v klinični praksi, podeljenega s strani Uprave za hrano in zdravila v ZDA (angl. Tako celično kot gensko zdravljenje veliko obetata pri lajšanju tegob, povezanih z motnjami v delovanju U.S. Food and Drug Administration možganov. Zdrave različice genov lahko nevronom dostavijo ustrezno prilagojeni virusi, matične celice - FDA). pa lahko nadomestijo ali popravijo okvare. GENSKO ZDRAVLJENJE bolnikih. njanje genskega zapisa presega zgolj V času, ko raziskovalci razvijajo V zadnjih letih je pomemben zdravljenje bolezni, saj omogočajo varnejša in učinkovitejša preboj na področju genskega zdravlje- tudi hiter in učinkovit razvoj živalskih genska in celična zdravila, poskušajo nja dosegla tehnologija CRISPR (angl. modelov, ki bi olajšali nadaljnje razisko-nevroznanstveniki ugotoviti, kako jih Clustered Regularly Interspaced Short vanje nevroloških in duševnih motenj. lahko dostavijo celicam, ki jih potrebu- Palindromic Repeats, tj. »gručasto Hkrati pa drži, da je tehnologija sveža jejo, skritim za krvno-možgansko urejeno razporejene palindromne in zahteva še nekaj izboljšav. CRISPR pregrado. Nedavne raziskave kažejo, da ponovitve«), pri kateri encimi, prila- lahko namreč zareže v DNK tudi na v ta namen morda lahko izkoristimo gojeni določenim ribonukleinskim nepredvidenih mestih, ki so po nuk-viruse, ki jih opremimo z zdravimi zaporedjem, lahko izrežejo ali dodajajo leotidnem zaporedju dovolj podobna različicami genov, okvarjenih pri izseke v DNK (deoksiribonukleinsko tarčnim, in vodi v pojav mutacij, ki različnih boleznih. kislino), kar raziskovalcem omogoča lahko pomembno vplivajo na zdravje Adenovirusom pridruženi prej nedosegljivo stopnjo natančnosti poskusne živali. Obenem (še) ne pride virusi (angl. adeno-associated viruses) pri spreminjanju celičnega genskega v poštev za zdravljenje bolj zapletenih in lentivirusi, ki se zdijo kot najvarnejša zapisa. CRISPR je kot poskus zdravljenja motenj, kot sta shizofrenija in avtizem, in najučinkovitejša izbira, so zato že del že vključen v raziskave mišjih modelov pri katerih so verjetno vpleteni šte-kliničnih preizkušanj, v katerih sodelu- Huntingtonove bolezni, izsledki pa so vilni geni. Obstajajo tudi etični zadržki jejo bolniki s Parkinsonovo boleznijo in obetavni, saj v možganih živali nekaj glede njegove uporabe pri ljudeh, zato nekaterimi redkimi genskimi okvarami. tednov po prejemu terapije skorajda ni bo šele čas pokazal, ali lahko CRISPR Med morebitno uporabne vektorje so- bilo več beljakovinskih skupkov, ki so prištevamo v naraščajoč nabor orodij, s dita tudi virus herpes simplex in adeno- sicer značilni za to bolezen, obenem pa katerimi se lotevamo reševanja izzivov, virus, ki sta bila že vključena v zgodnja je prišlo tudi do pomembnega izboljša- tako ali drugače povezanih s človeškimi klinična preizkušanja za zdravljenje nja motenj gibanja. možgani. možganskih tumorjev pri človeških Uporabnost metod za spremi- society for neuroscience 117 | Spoznanja o možganih POGLAVJE 18 Nevroznanost Do zdaj smo se že veliko naučili o svojih možganih in o tem, kako zapleteni so. Prejšnja poglavja so večinoma obravnavala in družba možgane kot del posameznika, ki razmišlja, čuti in deluje v svetu. Toda življenje le redko živimo v izolaciji od preostale družbe. Pravzaprav smo verjetno vsak dan v stiku z najrazličnejšimi ljudmi, od voznikov avtobusov in trgovcev do najboljših prijateljev. Ti stiki, skupaj z interakcijami preostalih ljudi, tvorijo osnovo naše družbe. Smiselno je, da nam lahko znanje o delovanju mož- ganov posameznikov pomaga razu- meti skupine posameznikov oziroma človeško družbo in njeno delovanje. Nevroznanstveniki nenehno odkrivajo nove stvari o dejavnikih, ki vplivajo na delovanje možganov. Če vpogled v vprašanja, kot so “Kako se odločam?” ali “Kaj povzroča zasvoje- nost?”, lahko spremeni življenje enega človeka, lahko še bolj vpliva na sku- pine ljudi, včasih pa jih celo navdihne, da preobrazijo družbo, v kateri živijo. Številna družbena vprašanja zahtevajo kritično razmišljanje o tem, kako deluje človeški um: “Kdo odloča, kakšen naj bo zakon?”, “Kaj dela za- kone pravične?”, “Kako lahko obliku- jemo gospodarstvo in katere skupine ljudi so pri tem manj upoštevane?”. Odgovor na ta vprašanja zahteva premišljeno razumevanje delovanja človeškega uma. Morda se sliši kot znanstvena fantastika, a več kot je znanega o možganih, večji je potencial tega znanja za preobrazbo človeške družbe. Znanstveniki se morajo spo- pasti z etičnimi razsežnostmi svojega dela in se vključevati v pogovore s sociologi, pravniki, politiki, ekonomi- sti in filozofi, da bi določili najboljše načine za nadgradnjo svojih prelo- Nevroznanost in družba 18 mnih odkritij o človeških možganih. operaciji možganov za odstranitev dejanja, zgolj slabša. Ko priče prikli- tumorja nenadoma razvil potrebo po čejo svoje spomine, lahko prikličejo NEVROPRAVO gledanju gradiva, ki prikazuje spolne tudi napačne podatke, ki se nato V predhodnih poglavjih je bilo zlorabe otrok. Med sojenjem je mo- prepletejo v spomin na dogodek. veliko povedanega o odloča- žakov zdravnik predložil dokaze, da je To velja tudi za najbolj nepozabne nju, vendar imajo številne odločitve operacija poškodovala del možganov, dogodke. V raziskavi prebivalcev bolj daljnosežne posledice od tega, ali ki običajno zavira takšne temne na- New Yorka eno leto po terorističnih za kosilo pojemo pico ali solato. Za gone. Spremembe osebnosti po mo- napadih 11. septembra so se njihovi vsakim zločinom, ki je objavljen v novi- žganskih operacijah niso neobičajne; spomini na dogodek razlikovali v 40 cah, stoji odločitev ali niz odločitev, ali je možno, da je bila njegova grozna % podrobnosti. To ne pomeni, da zaradi katerih se lahko posamezniki fiksacija stranski učinek operacije, ki so pričevanja očividcev popolnoma soočijo s pravnimi posledicami kršenja mu je rešila življenje? Če je odgovor neuporabna, a nevroznanostvene zakona. Kot velja za mnoge stvari pritrdilen, kakšna naj bo njegova raziskave kažejo, da še zdaleč niso (vključno z možgani) - podrobneje kot kazen? Če vedenje ni njegova “krivda”, nezmotljiva, kar morajo sodniki in se posvetimo tej temi, bolj zapletena kaj pravična družba dolguje njegovim odvetniki zdaj vzeti v zakup. postane. žrtvam? Toda to ni prvič, da je nevro- Vzemimo na primer zasvoje- nost. V zadnjih nekaj desetletjih se je število ameriških zapornikov povečalo za približno 500 odstotkov, predvsem V zaradi aretacij, povezanih z mamili. V eč kot nam nevroznanost razkrije, bolj knjigi je opisano, kako uživanje drog vpliva na možgane. Povezano je s moramo prilagoditi svojo družbeno strukturo pomembnimi spremembami v spre- dnjem delu čelnega režnja možganske posledicam novih odkritij. skorje (angl. prefrontal cortex - PFC), delu možganov, ki sodeluje pri nad- zoru impulzov in zatiranju hrepenenja. Zaradi sprememb v PFC je upiranje Na ta vprašanja ni lahko odgo- znanost pomagala spremeniti način uživanju drog veliko težje. Iz tega voriti. Od nas zahtevajo, da svoje delovanja sodišč. Poligrafski testi, vidika je redna uporaba drog videti predstave o poštenosti in pravičnosti ki so bili nekoč stalnica televizijskih manj kot slaba odločitev in bolj kot prilagodimo novim znanstvenim kriminalnih dram, so bili na številnih simptom bolezni: odvisnosti. spoznanjem. Bolj kot nam nevrozna- sodiščih zavrnjeni kot nezanesljivi. Ta Sodniki, odvetniki in znan- nost razkriva mehanizme, na katerih odločitev je temeljila na delu znan- stveniki morajo odločiti, kako naj temeljijo spomin, osebna odgovor- stvenikov, ki so pokazali, da fiziološke pravni sistem obravnava uživalce drog. nost in vedenje, bolj moramo svojo reakcije, izmerjene s poligrafskimi Je zaporna kazen primerna posledica družbeno strukturo prilagoditi razve- testi (potenje, povišan srčni utrip itd.), za odločitev, da kršijo zakon? Ali je janosti teh novih odkritij. niso zanesljivo povezane s krivdo bolje, da se kršitelje usmeri v terapijo Kot dodaten primer raz- ali laganjem. Konec koncev, če je ali rehabilitacijo, ki bi pomagala pri mislite o pričanju očividcev, ki je nedolžna oseba zvlečena na policij-zdravljenju in okrevanju po spreme- pogosto v sodni dvorani. Raziskave sko postajo, da bi jo podvrgli testu z njenih možganskih stanjih? Ali pa naj so pokazale, da pričevanja očividcev detektorjem laži, lahko izkusi enake fi-prejmejo kombinacijo obojega? Kaj je zločina poroto pogosto prepričajo ziološke simptome, ki se jih povezuje popolno ravnovesje? bolj od številnih forenzičnih dokazov. z laganjem. Zanesljiva tehnologija za Številni primeri zapletajo po- A nedavne raziskave so pokazale, da odkrivanje laži bo nekega dne morda dročje odločanja in kaznovanja. Znan človeški spomin še zdaleč ni popoln obstajala, vendar je ta dan predaleč v primer opisuje posameznika, ki je po in se s časom, ki mineva od kaznivega prihodnosti, da bi vplival na sedanje society for neuroscience 119 | Spoznanja o možganih 18 Nevroznanost in družba sodne odločitve. Znanstveniki domnevajo, da mreže dnikih. Raziskovalci so vzeli vzorce insularnega korteksa sodelujejo sline skupini udeležencev vsak dan NEVROEKONOMIJA z drugimi možganskimi področji, med delovnim tednom, pred in po Nenehno je potrebno vključno z deli limbičnega sistema, opravljenem delu. V dneh, ko so ude-sprejemati finančne ki delujejo pri učenju, spominu in ležencem izmerili višje ravni testos- odločitve. Bi si morali narediti zalogo čustvovanju, da bi igralcu omogočili terona od povprečja, so veliko bolj vseh svojih najljubših prigrizkov zdaj, predstavo o negativnih posledicah pogosto izvajali tvegane odločitve. ko ste v trgovini z živili, ali se vrniti takega tveganja. Nenadoma tvegati Medtem pa je bil višji nivo kortizola po izdelke pozneje, ko bo velika plačilo hipoteke v igri pokra morda (hormona, povezanega s stresom) od razprodaja? Varčujete dovolj za ni več videti tako privlačno. povprečne vrednosti povezan z manj stanovanje? Vam je novi športni avto Znanstveniki so odkrili, da tveganim vedenjem. Skratka, ko so v dovolj všeč, da se sprijaznite z imajo tudi hormoni vlogo pri gospo- igri ogromne količine denarja, lahko njegovo obupno porabo goriva? V darskih odločitvah. V enem primeru hormoni prispevajo k razliki med zadnjih letih so ekonomisti in so določeni udeleženci investicijske dobrim in zelo slabim dnevom na nevroznanstveniki začeli sodelovati igre prejeli odmerek oksitocina, trgu. pri raziskovanju možganskih proce- hormona, ki ga povezujemo s tvor- Nevroznanost lahko spre-sov, ki stojijo za temi odločitvami. To jenjem socialnih vezi. Tisti, ki so ga meni trenutna prepričanja o gospo-področje se imenuje »nevroekono- mija« in ima potencial, da bistveno R spremeni način, kako ljudje razmiš- aziskave o možganskih nagrajevalnih ljajo o gospodarstvu. Gonilna sila sodobnega mehanizmih in načinu, kako možgani kapitalizma je prepričanje, da posamezniki sprejemajo razumne spodbujajo impulzivno vedenje, lahko odločitve glede nakupovanja – da vsak posameznik deluje v lastnem pomagajo preprečiti impulzivne nakupe in interesu in ustvarja sistem, v katerem bodo viri razdeljeni čim bolj pra- odločitve, ki jih nato obžalujemo. vično. Vendar to prepričanje ne po- jasnjuje, zakaj je toliko ekonomskih odločitev nerazumnih ali temeljijo prejeli, so bili bolj zaupljivi s svojim darstvu na številne druge načine. na vzgibu, ki ga kasneje racionalizi- denarjem in vložili večje zneske pri Raziskave motenj avtističnega ramo. Nevroekonomijo še posebej posredniku. Če pa so investirali prek spektra odkrivajo obetajoče načine zanimajo situacije, kjer so izbire, ki računalniškega programa in ne s zdravljenja, obenem pa razkrivajo so na voljo, manj jasne ali razumske pomočjo posrednika, oksitocin ni tudi priložnosti za delodajalce, da ter vključujejo neznane (ali prezrte) imel nobenega vpliva na njihovo na- uporabijo edinstvene sposobnosti dejavnike in tveganje. ložbeno strategijo. Rezultati kažejo, nevrodivergentnih oseb. Raziskova- Da bi izvedeli več o teh da socialni in nevrobiološki dejavniki nje nagrajevalnih poti možganov in odločitvah, so znanstveniki merili delujejo vzajemno in imajo skupen načina, kako možgani spodbujajo možgansko aktivnost, ko ljudje vpliv na odločanje. Tovrstni vplivi pa impulzivno vedenje, lahko pomaga opravljajo gospodarske naloge, na so v središču številnih gospodarskih preprečiti impulzivne nakupe in primer funkcijsko slikanje možga- odločitev. Dodatno raziskovanje druge odločitve, ki bi jih lahko obža-nov, ko ljudje igrajo preprosto igro: tega področja bi lahko vodilo do bolj lovali. Znanstveniki preučujejo tudi dvojno ali nič. Ko se igralec odloči razumnih naložbenih strategij. nezavedno pristranskost in diskri-tvegati vse, da bi podvojil dobitek, Druga raziskava je preuče- minacijo, da bi pomagali odpraviti se poveča aktivnost v delu možga- vala ravni hormonov testosterona in negativne predsodke pri zaposlova-nov, imenovanem insularni korteks. kortizola pri moških borznih posre- nju. To je le nekaj praktičnih upo- 120 Spoznanja o možganih | society for neuroscience Nevroznanost in družba 18 rab nevroznanosti, še več pa jih bo bi lahko naredili otroke pametnejše zdravnik nadaljuje z zdravljenjem, ko sledilo. Nekje v bližnji prihodnosti bi ali povečali njihove možnosti, da do- bolnik (oz. njegovi možgani) morda nevroznanost lahko razvila vsa pot- bijo popoln rezultat pri matematiki ni bil sposoben prisebne privolitve? rebna orodja za oblikovanje boljšega na maturi? Nekateri verjamejo, da Vprašanja, postavljena v tem in bolj vključujočega ekonomskega imajo vsi otroci pravico do genetske poglavju, nimajo enostavnih odgo-sistema. izboljšave, medtem ko drugi vztra- vorov. Odzivi bralca so lahko odvisni jajo, da imajo pravico, da se jih pusti od vere, družbenoekonomskega ETIKA IN PRIHODNOST takšne, kot so. razreda in seveda od aktivnosti NEVROZNANOSTI In kdo bi imel dostop do teh hormonov, nevrotransmiterjev ter Sodobna znanost ima izboljšav? Bodo na voljo le otrokom progresivnega zorenja in staranja potencial, da spre- bogatih in vplivnih, ostalim pa ne? živčnega sistema posameznika. Mož- meni nekatera najbolj temeljna Podobna vprašanja lahko zastavimo gani so najbolj zapletena struktura v prepričanja naše družbe. Vendar je tudi glede drugih terapij, zdravil ali znanem vesolju in zdi se, da razisko-zlasti znanost o možganih sprožila naprav, kot je transkranialna stimula- vanje njihovih skrivnosti proizvede številna etična vprašanja. Izpostaviti cija, ki zdravijo možgane tako, da jih prav toliko vprašanj kot odgovorov - je treba zgodovino raziskav možga- spreminjajo. in ta vprašanja so znanstvena, etična, nov, kjer so zgodnji poskusi razume- V preteklosti so si takšna pravna in družbena. Toda znanstveni vanja delovanja možganov vpeljali vprašanja pogosto zastavljali avtorji napredek je vedno sprožal “neprije-prakse, kot so frenologija, evgenika, znanstvene fantastike. Toda z osuplji- tna” vprašanja glede etičnega vede-prisilna sterilizacija in nepotrebne vim tehnološkim napredkom zadnjih nja, družbenih konvencij in pravilne lobotomije. Če etični okviri znanosti desetletij so ti izzivi v resničnem uporabe naših institucij. Zgodnje odpovejo, lahko povzročijo posle- svetu morda bližje, kot si mislite. postavljanje teh vprašanj bo razisko-dice, ki ne prizadenejo le posamezni- Pravzaprav se mnogi znanstveniki valcem in javnosti pomagalo sode-kov, ampak družbo kot celoto. in zdravniki že ukvarjajo z resnimi lovati pri ustvarjanju trdnih etičnih V prihodnosti bodo nove etičnimi zagatami, ki jih ustvarja okvirov v razvijajoči se družbi. tehnologije, ki so že na obzorju, nevroznanost. Na primer, znanstve- Znanost je neprekinjen sprožile resna etična vprašanja. niki lahko opazijo specifične biolo- proces. Nevroznanost je doprinesla Eno od področij, ki je pod drob- ške označevalce za motnje, kot so veliko koristnih napredkov, vendar nogledom, je genetika. Predhodna depresija, psihoza in nekatere vrste tudi dejstva se lahko spreminjajo poglavja so izpostavila, da imajo kronične bolečine. Ali so zdravstveni skozi nova odkritja. Stojimo zgolj na številne možganske bolezni genetski delavci dolžni sprejeti ukrepe za pragu razumevanja milijard celic in izvor in da lahko znanstveniki zdaj zdravljenje bolezni ali motnje, ki trilijonov povezav, ki tvorijo človeške odkrijejo nekatere od teh bolezni, že trenutno ne kaže simptomov in se možgane. Ostanite radovedni glede ko so otroci v maternici. Tehnološki morda nikoli ne bo dejansko poja- nevroznanosti, o kateri berete v no-napredki bi nam kmalu lahko poma- vila? Kdaj je pravi čas za posredova- vicah, pri čemer imejte v mislih, kar gali zgodaj prepoznati morebitne nje? ste se naučili v tej knjigi; naj vam oh-težave in spremeniti otrokove gene, Obstajajo še bolj kočljiva ranja kontekst za medijskimi naslovi. da bi jih preprečili. Toda ali je etično vprašanja, ki jih je treba upošte- Tudi vi ste del znanosti. Dialogi med spreminjati gene nerojenega otroka, vati: pri pridobivanju dovoljenja za znanstveniki so pomembni prav to-da bi ozdravili avtizem? Druge gen- zdravljenje možganov je organ, ki liko kot dialogi med nevroznanstve-ske bolezni, kot je Huntingtonova daje soglasje, isti kot organ, ki se niki in družbo. Vzpostavitev foruma bolezen, se bodo izrazile šele veliko ga zdravi. Kako to vpliva na zamisel za razpravo vzbuja največ upanja za pozneje v življenju. Ali je spreje- o obveščenem soglasju v primerih, takšne odgovorov na vprašanja, ki mljivo predhodno zdraviti takšne bo- kot sta Alzheimerjeva bolezen ali omogočajo napredek naše družbe lezni z manipulacijo genov? Kaj pa če izčrpavajoč možganski tumor? Ali naj zdaj in v prihodnosti. society for neuroscience 121 | Spoznanja o možganih Slovar pojmov Acetilholin - eden pomembnejših Amigdala - struktura v prozencefalonu, Bazični (temeljni) nevroznanstveni nevrotransmiterjev, udeležen pri nadzoru ki predstavlja pomemben del limbičnega poskusi - poskusi, katerih cilj je opredeli-različnih funkcij, kot so spomin, pozornost, sistema in igra osrednjo vlogo pri čustve- tev mehanizmov v ozadju različnih vidikov spanje, srčna frekvenca in krčenje mišic. nem učenju, zlasti strahu. (normalnega ali porušenega) delovanja živčevja in čigar izsledki predstavljajo teo- Adenozin - spojina, ki v osrednjem Amiotrofična lateralna skleroza - bole- retična izhodišča za poskuse v t.i. uporabni živčevju upočasnjuje aktivnost živčnih zen, ki povzroči propad motoričnih nevro- (aplikativni) nevroznanosti, kot sta razvoj celic ter tako zmanjšuje vzdramljenost. S nov v možganih in hrbtenjači, kar se kaže in preizkušanje učinkovitosti novih oblik spancem količina adenozina v osrednjem z izgubo sposobnosti izvajanja hotenih zdravljenja. živčevju upada. gibov (npr. hoje). Benzodiazepini - skupina učinkovin, Adrenalin (epinefrin) - hormon sre- Amnezija - motnja spomina, ki je običajno ki ojačajo učinke gama-aminomaslene dice nadledvične žleze, ki nastaja tudi v posledica poškodbe ali bolezni možganov, kisline (GABA), osrednjega inhibitornega določenih delih možganov. Pri akutnem lahko pa tudi uporabe nekaterih zdravil nevroprenašalca v možganih. To se kaže z stresnem odzivu se adrenalin iz nadledvič- (npr. anestetikov). Posamezniki z amnezijo uspavalnimi in pomirjevalnimi učinki, zato nice sprošča v krvni obtok in telo pripravi imajo lahko težave s priklicem preteklih so pogosto predpisana za lajšanje nespeč-na boj ali beg. dogodkov, tvorbo novih spominov, ali nosti in tesnobnosti. obojim. Afazija - motnja v tvorbi ali razumevanju Bolečina - neprijetna čutna in čustvena jezika, ki je pogosto posledica možganske Analgetik - učinkovina, ki blaži bolečino in izkušnja, povezana z dejansko ali potenci-kapi. ob tem ne povzroča izgube zavesti. alno tkivno okvaro. Akcijski potencial - sprememba v ele- Apoptoza - uravnavana oblika celične Brocovo področje - predel (običajno le-ktrični napetosti membrane nevrona, ki smrti, ki jo sprožijo določene znotrajce- vega) čelnega režnja, ki sodeluje pri tvorbi se vzdolž aksona pomika do aksonskega lične biokemijske signalne poti in ki igra govora. terminala ter vodi v sproščanje nevrotrans- pomembno vlogo pri razvoju organizma. miterja. Do akcijskega potenciala pride ob Celično telo - tudi soma; del nevrona, kjer aktivaciji nevrona, pojav pa zaznamuje za- Astrocit - glija celica zvezdaste oblike, ki se nahajajo jedro (z dednim materialom, časen prehod naboja notranje membrane se nahaja v osrednjem živčevju in sodeluje deoksiribonukleinsko kislino — DNK) in nevrona iz negativnega v pozitivnega. pri oskrbi nevronov s hranili, vzdrževanju celični organeli, vendar ne vključuje od- in uravnavanju števila sinaps ter tvorbi rastkov, kot so akson in dendriti. Akson - daljšemu vlaknu podoben izras- krvno-možganske pregrade. tek živčne celice, po katerih pošilja signale Čelni reženj - eden od štirih delov mož-tarčnim celicam. Avtonomno živčevje - del perifernega ganske skorje, pomembno udeležen pri živčnega sistema, ki nadzoruje delovanje nadzoru gibanja ter načrtovanju in uravna- Aksonski terminal - končni del aksona, notranjih organov ter vključuje simpatično vanju vedenjskih odzivov. iz katerega se sproščajo nevroprenašalne in parasimpatično živčevje. molekule (nevrotransmiterji), ki se vežejo Čepnice - vrsta primarnih vidnih receptor-na receptorje tarčnih celic. Avtosomno dominantno dedovanje - jev, ki se nahaja v mrežnici, je občutljiva na oblika dedovanja, pri kateri že ena kopija vidno svetlobo različnih valovnih dolžin Alzheimerjeva bolezen - eden pomemb- (od skupno dveh, po ene od vsakega (tj. različne barve) in sodeluje pri dnevnem nejših vzrokov za demenco pri starejših, starša) spremenjenega (mutiranega) gena vidu. ki ga označuje propad živčnih celic v zadošča za pojav oziroma izražanje dolo-hipokampusu, možganski skorji in drugih čene lastnosti ali bolezni Češerika (epifiza) - majhna žleza z no-predelih možganov. Najzgodnejši simp- tranjim izločanjem, ki se nahaja v osrčju tomi te bolezni vključujejo pozabljivost, Bazalni gangliji - skupina medsebojno možganov in tvori melatonin. ter težave z zbranostjo, sposobnostjo ra- ki so pomembne pri izvajanju hotenih Cirkadiani ritmi - vedenje ali fiziološki čunanja, jezikovnim izražanjem in presojo, motnje orientacije v času in / ali prostoru povezanih struktur globoko v možganih, v napredovali stopnji pa bolniki več ne gibov, učenju novih gibalnih sposobnosti procesi, ki se ciklično ponavljajo in trajajo morejo skrbeti sami zase in so lahko tudi in navad ter vključujejo kavdatno jedro, približno 24 ur. putamen, nucleus accumbens, globus nepokretni. pallidus in črno snov (substantia nigra). 122 Spoznanja o možganih | society for neuroscience Deklarativni spomin - tudi eksplicitni Dolgoročni spomin - zadnja faza Epilepsija - motnja, za katero so zna-spomin; vrsta spomina, dostopna za- pomnjenja, v kateri razpon hrambe čilni ponavljajoči se epileptični napadi vestnemu priklicu, ki vključuje semantični informacij znaša med nekaj urami in celim (neustrezno povečana aktivnost velikega spomin (tj. pomnjenje dejstev) in epiz- življenjem števila nevronov v različnih predelih mož-odični spomin (tj. pomnjenje osebnih ganov), ki jo lahko zdravimo z raznolikimi izkušenj in doživetij). učinkovinami. Dopamin - kateholaminski nevrotransmi- ter, ki igra osrednjo vlogo v treh možgan- Delovni spomin - oblika začasnega skih omrežjih, pomembnih pri nadzoru Epizodični spomin - oblika deklarativ-deklarativnega spomina, pojmovana tudi gibanja, čustvovanju in umskih sposob- nega spomina, ki jo tvorijo predvsem kot sposobnost zavestnega vzdrževanja nostih ter nadzoru delovanja žlez z notra- spomini osebnih izkušenj in doživetij. informacije v mislih, ki lahko istočasno njim izločanjem. Pomanjkanje dopamina zajema zgolj manjše število informacij in v omrežju za nadzor gibanja je povezano Estrogen - ženski spolni hormon, ki na-se, če se ne prenese v dolgoročni spomin, s pojavom Parkinsonove bolezni, odkloni staja predvsem v jajčnikih. izgubi v nekaj sekundah. dopaminskega signaliziranja v omrežju, Demenca sposobnostmi, pa so pomembno udele-povezanim s čustvovanjem in umskimi Fotoreceptor - živčni končič, celica ali - upad umskih sposobnosti, ki skupina celic, prilagojenih za zaznavo ženi pri pojavu shizofrenije. ovira vsakodnevno življenje posameznika. svetlobe. Dendrit Downov sindrom - genska motnja, pri ka- - razvejan izrastek telesa živčne Funkcijsko magnetnoresonančno slika-teri ima posameznik tri kromosome št. 21 celice, na katerem poteka sprejem in zdru-nje (fMR) - slikovna metoda, ki za prikaz namesto dveh ini se lahko pojavljajo blag ževanje informacij, ki jih posameznemu aktivnosti različnih področij možganov do zmeren umski zaostanek, nizek mišični nevronu pošiljajo druge živčne celice. izkorišča spremembe v njihovi prekrvlje-tonus in povečano tveganje za prirojene nosti (žile v bolj dejavnih predelih se napake razvoja srca, dihal ter prebavnega Depolarizacija - sprememba membran-razširijo za zagotavljanje zadostne količine sistema. skega potenciala živčne celice, pri kateri kisika in hranil) in magnetno polje. notranjost membrane postane bolj pozi-Dvofotonska mikroskopija - slikovna tivno nabita od zunanjosti in ki lahko ob Gama-aminomaslena kislina (angl. metoda, ki z uporabo fluorescence (tj. presegu pražne vrednosti vodi v nastanek lastnosti tarče, da ob osvetlitvi z elektro-Gamma-aminobutyric acid , GABA) - akcijskega potenciala. magnetnim valovanjem visokih energij ali aminokislinski nevrotransmiter, ki zavira jejo pobitost, brezup, črnogledost, izguba Depresija kratkih valovnih dolžin odda elektroma- proženje akcijskih potencialov v nevronih. - duševna motnja, ki jo označu- gnetno valovanje daljših valovnih dolžin ali nižjih energij) omogoča natančnejši in Ganglijske celice - vrsta nevronov blizu zanimanja za življenje, slabo počutje, globlji prikaz zgradbe tkiva v primerjavi z notranje površine mrežnice, ki preko motnje spanja, apetita in izguba energije. običajno svetlobno mikroskopijo. bipolarnih in amakrinskih celic sprejema niso posledica intelektualnih, izobraževal-Disleksija informacije iz fotoreceptorjev. - izrazite težave z branjem, ki Ekscitacija - sprememba električne nape-tosti živčne celice, povezana z večjo verje-Glija - specializirane celice, ki nevronom nih ali motivacijskih primanjkljajev. tnostjo proženja akcijskih potencialov. nudijo oporo, jih oskrbujejo s hranili in Dlačnice vzdržujejo njihovo mikrookolje. - čutnice v polžu (notranjem Ekscitatoren - vrsta nevrona ali nevrotran-ušesu), ki pretvarjajo mehanske vibracije smiterja, ki vzdraži tarčni nevron in zveča Glukokortikoidi - ime za skupino hor-(zvok) v električne signale in vzdražijo verjetnost proženja akcijskih potencialov. monov, udeleženih pri odzivanju na stres slušni živec, sestavljen iz 30 000 posame-(nekateri telo pripravijo za odziv, drugi pa znih živčnih vlaken, ki električne signale Elektroencefalografija (EEG) - metoda prvim nasprotujejo in vzpostavijo izho-prevaja do možganskega debla. beleženja električne aktivnosti možganov diščno stanje). potentiation Dolgoročna potenciacija (angl. (v mirovanju in različnih stanjih zavesti in / long-term ali v odziv na raznolike dražljaje). Glutamat - aminokislinski ekscitatorni , LTP) - dolgotrajno ojačanje nevrotransmiter. Glutamatni receptorji sinapse, ki nastane zaradi večjega števila Endorfini - nevrotransmiterji, ki nastajajo vključujejo tip NMDA (N-metil-d-aspartat), nevrotransmiterskih receptorjev na postsi-v možganih in imajo podobne celične in ki posredujejo koristne učinke, pri preko-naptičnem nevronu vedenjske učinke kot morfij. merni vezavi glutamata (npr. v kontekstu society for neuroscience 123 | Spoznanja o možganih Slovar pojmov nadaljevanje možganske poškodbe ali kapi) pa lahko Hormoni - kemijski sporočevalci, ki jih pozornost ipd. botrujejo tudi celični smrti, ter tip AMPA izločajo žleze z notranjim izločanjem in (alfa-amino-3-hidroksi-5-metilisoksazol- vplivajo na delovanje tarčnih celic ter Kognitivno-vedenjska terapija - oblika -4-propionat), ki so udeleženi pri učenju, uravnavajo številne procese, vključno psihoterapevtskega svetovanja, pri kate-spominu in tvorbi stikov med živčnimi s spolnim razvojem, presnovo kalcija v rem se opredelijo in spremenijo škodljivi celicami med razvojem živčevja. kosteh in rastjo. miselni vzorci, ki lahko botrujejo tesnob- nosti in motnjam razpoloženja. Hiperfosforilacija - stanje popolne zase- Hoteni gib - premik, ki je zavestno načrto-denosti vezavnih mest za vezavo fosfatnih van in izveden. Kortizol - hormon, ki nastaja v skorji nad-skupin (fosforilacije) na določeni molekuli, ledvične žleze in se pri ljudeh v največjih ki lahko vpliva na njeno delovanje Hrbtenjača - snop živčnih vlaken v kanalu, koncentracijah izloča pred zoro, kar po- ki ga tvorijo priležna hrbtenična vretenca, maga pripraviti telo na dnevne aktivnosti. Hiperpolarizacija - sprememba mem- po katerem informacije potujejo med branskega potenciala živčne celice, pri možgani in ostalimi deli telesa. Kranialni živci - dvanajst parov živcev, kateri notranjost membrane postane vidnih na spodnji površini možganov, bolj negativno nabita od zunanjosti, kar Huntingtonova bolezen - genska mot- ki opravljajo različne naloge (prevajanje zmanjša verjetnost vzdraženja (tj. proženja nja, za katero so značilni nehoteni zgibki čutnih zaznav, nadzor krčenja obraznih in akcijskega potenciala). udov, trupa in obraznih mišic, pogosto pa vratnih mišic, skrb za usklajeno delovanje jih spremljajo tudi kognitivni upad, niha- notranjih organov pri vzdrževanju krvnega Hipofiza - žleza z notranjim izločanjem, nja razpoloženja, depresija, razdražljivost, tlaka in srčne frekvence itd.). tesno povezana s hipotalamusom, ki je pri nerazločen govor in nerodnost. ljudeh sestavljena iz dveh režnjev in izloča Kratkoročni spomin - faza spomina, ki jo številne hormone, ki uravnavajo delovanje Inhibicija - sprememba električnega označuje kratkotrajna (nekaj sekund do drugih žlez z notranjim izločanjem. potenciala živčne celice, povezana z nižjo minut) hramba informacij. verjetnostjo proženja akcijskega potenci- Hipokampus - del limbičnega sistema, ala. Kritično obdobje - časovno okno izrazite ki po izgledu spominja na morskega plastičnosti razvijajočih se možganov, v konjička (lat. hippocampus). Sodi med Inhibitoren - vrsta nevrona ali nevropre- katerem so čutni prilivi in izkušnje ključne najbolj preučevane dele možganov in je našalne molekule, ki zavre oziroma za razvoj ustrezno delujočih možganskih pomembno udeležen pri učenju, spominu zmanjša verjetnost proženja akcijskega omrežij. in čustvovanju. potenciala v tarčnem nevronu. Krvno-možganska pregrada - zaščitni Hipotalamus - struktura, ki jo tvorijo Internevron - živčna celica, ki posreduje ovoj, ki ga sestavljajo tesno priležne endo-številna jedra (nevroanatomski izraz za informacije med dvema nevronoma. telne celice možganskih kapilar ter visoko ranjih organov in češerike, sprejemanjem membrano, ki omogoča prehod ionov in drugih majhnih molekul v celico in iz nje. in obdelavo informacij iz avtonomnega Limbični sistem - skupina struktur glo-živčnega sistema ter (kratkoročnim) nad-boko v možganih, udeležena pri motivaciji Izvršilne sposobnosti - procesi obdelave zorom spanja in hranjenja. in čustvovanju, ki vključuje hipokampus, informacij, pri katerih je pomembno ude-delovanju), ki sodelujejo pri mnogih pro- prehod določenih molekul do možganov Ionski kanal - beljakovina, vpeta v celično cesih, vključno z nadzorom delovanja not- in iz njih. skupek nevronov, podobnih po izgledu in specializirani astrociti, ki nadzorujejo Histamin ležen čelni reženj možganske skorje in ki amigdalo, talamus in hipotalamus. - spojina, ki v telesu igra več vključujejo nadzor nad vzgibi in čustvo-vlog; v možganih deluje kot nevrotransmi-vanjem, delovni spomin ter sposobnost Magnetnoresonančno slikanje (angl. ter, ki spodbuja vzdramljenje, pomembna zavestnega prilagajanja okoliščinam. magnetic resonance imaging , MRI) - pa je tudi pri lokalnem vnetnem odzivu, slikovna tehnika, pri kateri z uporabo ma-kjer se sprošča iz imunskih celic. Kognicija – umske sposobnosti (tudi gnetnih polj nastanejo tridimenzionalne, sistema (celice, tkiva, organizma) za Homeostaza kognitivne funkcije oz. sposobnosti) so visoko kakovostne slike organov in struk- - sposobnost biološkega vsi možganski procesi, ki se ukvarjajo z tur v telesu. Gre za neinvazivno metodo, ki razumevanjem, procesiranjem in shranje- preiskovanca ne izpostavi ionizirajočemu vzdrževanje relativne stalnosti notranjega vanjem informacij. Primeri kognitivnih sevanju. okolja kljub spreminjajočim se zunanjim funkcij so spomin, govor, branje, pisanje, pogojem. 124 Spoznanja o možganih | society for neuroscience Magnetoencefalografija (MEG) - me- nergijske molekule, imenovane adenozin Možgansko deblo - osrednja pot, po toda, ki omogoča kvantitativno merjenje trifosfat (ATP), celici zagotavlja energijo. kateri prozencefalon pošilja in sprejema aktivnosti različnih možganskih področij z informacije iz hrbtenjače in perifernega milisekundno natančnostjo. živčevja. Sestavljajo ga mezencefalon, Motnja avtističnega spektra - skupina nevrorazvojnih motenj, pri katerih se pons in podaljšana hrbtenjača, v njem pa Mali možgani (cerebellum) se (med drugim) nahajata nadzorna centra - del pogosto pojavljajo težave pri sporazume- možganov, ki predstavlja ostrešje rom- za dihanje in bitje srca. vanju, ozka zanimanja in ponavljajoči se bencefalona in igra pomembno vlogo pri vedenjski vzorci. koordinaciji (nadzoru usklajenega giba- Mrežnica - večslojno čutno tkivo, ki šano hrbtenjačo in talamusom, verjetno ceptorje. hiperaktivnostjo - vedenjska motnja, ki pa je udeležen tudi učenju novih gibov. jo označujejo prekomerno pomanjkanje nja), saj tvori povezave s ponsom, podalj- openja očesno ozadje in vsebuje fotore- Motnja pomanjkanja pozornosti s pozornosti, hiperaktivnost in impulzivno Nadledvična žleza - žleza z notranjem Medula - tudi medulla oblongata ozi- izločanjem, ki izloča različne hormone. vedenje. roma podaljšana hrbtenjača; struktura v Skorja izloča kortizol, hormon stresa, sre- možganskem deblu, ki nadzira temeljne dica pa adrenalin (epinefrin) in noradre- Motorična enota - funkcijska enota, ki jo funkcije, kot so požiranje, dihanje in bitje nalin (norepinefrin) v skladu z aktivnostjo sestavljajo alfa-motorični nevron in vsa mi- srca. simpatičnega dela avtonomnega živčevja šična vlakna, ki jih le-ta oživčuje. Mišičnih pri odzivu “boj ali beg”. vlaken je lahko le nekaj, lahko pa jih je tudi Melatonin - hormon, ki ga tvori češerika več kot sto. in ki uravnava odzive na dnevno-nočni Narkolepsija - motnja spanja, ki nastane ciklus ter ponoči prispeva k uspavanju. zaradi propada oreksigenih nevronov Motorična skorja - specializirano po- hipotalamusa in se kaže z izrazito dnevno dročje možganske skorje, udeleženo pri zaspanostjo. Membranski potencial - razlika v elek- načrtovanju in izvajanju hotenih gibov. trični napetosti notranjosti in zunanjosti Non-Rapid živčne celice, ki v mirovanju (ko se ne proži Ne-REM faza spanja (angl. Motorični nevron - živčna celica, ki akcijski potencial) običajno znaša -70 mV. Eye Movement - NREM) – skupno ime za prenaša informacije iz osrednjega živčevja prve štiri (N1, N2, N3, N4) faze spanja, ki so do mišic. Mentalizacija - sposobnost razumevanja čedalje globlje, tretjo in četrto pa ime- možganskega debla, ki skupaj s ponsom lastnih in tujih duševnih stanj ter misli. nujemo tudi “globoko spanje” (ang. deep Možganska kap - prekinitev krvnega pre-) ali spanje počasnih ritmov (angl. sleep toka skozi možgane, do katere lahko pride Mezencefalon - najbolj sprednji del slow wave sleep - SWS) zaradi razpoka žile, krvnega strdka ali zunanjega pritiska na žilo (npr. zaradi tu-in medulo sodeluje pri številnih procesih, morske rašče). Nevroni v tarčnem povirju Nedeklarativni spomin - tudi implicitni vključno z uravnavanjem srčne frekvence, zaradi pomanjkanja kisika propadejo, kar ali proceduralni spomin; vrsta dolgoroč-dihanja, zaznave bolečine in gibanjem. okvari delovanje tistega dela telesa, ki ga nega spomina, ki se shranjuje in prikliče nadzorujejo. Posledici možganske kapi sta brez zavestnega truda. Mielin - kompaktna maščobna snov, ki lahko tudi nezavest in smrt. ovija in izolira aksone nekaterih nevronov Nehoteni gib - gib, do katerega pride in prispeva k hitrejšemu prevajanju elek- Možganska skorja - naguban, najbolj brez zavestnega nadzora, npr. refleksni tričnih signalov. zunanji sloj možganov, v katerem se naha- gib. jajo predvsem telesa živčnih celic. Migracija nevronov - proces, pri katerem Nespečnost - motnja spanja, pri kateri je novi nevroni dospejo na tarčno mesto v Možganski nevrotrofični faktor (angl. uspavanje in vzdrževanje spanca oteženo. možganih. Brain-derived neurotrophic factor, živčevju opravlja vlogo imunskih celic. Mikroglija BDNF) Nevrodegeneracija - napredujoč propad - peptidna molekula, ki podpira rast - vrsta glije, ki v osrednjem živčnih celic, skupen številnim boleznim, in preživetje živčnih celic. vključno z Alzheimerjevo in Parkinsonovo Mitohondrij Možganski ritmi boleznijo ter amiotrofično lateralno skle- - nihajoči vzorci mož- - majhen, valju podoben rozo (ALS). ganske aktivnosti, ki jih lahko zaznamo in celični organel, ki ob razgradnji sladkorja v prikažemo z elektroencefalografijo (EEG). prisotnosti kisika tvori posebne visokoe- Nevrogeneza - izraz za nastanek in rast society for neuroscience 125 | Spoznanja o možganih Slovar pojmov nadaljevanje novih živčnih celic, ki večinoma poteka Oksitocin - hormon, ki nastaja v hipota- Parasimpatično živčevje - del avtono-med razvojem, v nekaterih delih možga- lamusu, se izloča iz hipofize ter spodbudi mnega živčevja, ki uravnava skladiščenje nov pa vse življenje. izločanje mleka iz mlečnih žlez in krče- energijskih zalog organizma med počit- nje maternice, udeležen pa je tudi pri kom. Nevromodulator vzpostavljanju čustvenih navez in občutku - kemijski prenašalec, ki vpliva na moč sinapse prek uravnavanja navezanosti. Parkinsonova bolezen - nevrodegenera-tvorbe ali odziva na nevrotransmiterje. tivna bolezen, ki nastane zaradi propada Nevrotransmiterji, hormoni in imunske Okušalne brbončice - čutni organi, ki se dopaminskih nevronov v substanci nigri molekule lahko hkrati delujejo tudi kot nahajajo na jeziku. (del mezencefalona). Simptomi in znaki nevromodulatorji. vključujejo upočasnjeno gibanje, mišično Olfaktorni bulbus togost, težave s hojo in ravnotežjem ter - okrogla, čebulici Nevron motnje delovanja avtonomnega živčevja. - živčna celica, specializirana za podobna struktura, ki obdeluje vohalne hiter prenos informacij, z dolgimi, vlakna- dražljaje. V ostrešju nosne votline se pod stimi odrastki (aksoni) in krajšimi, vejam slojem sluzi nahajajo posebne vohalne Periferno živčevje - živci, ki se nahajajo podobnimi izrastki (dendriti). receptorske celice, katerih aksoni preha- izven možganov in hrbtenjače. jajo skozi odprtine v lobanjskem dnu in se Nevrotransmiter končujejo v parnih olfaktornih bulbusih, ki - snov, ki v sinapsah Plastičnost - sposobnost spreminjanja omogoča prenos informacij med nevroni nalegajo na kost. povezav in delovanja živčevja na podlagi in tarčnimi celicami. njegove aktivnosti. Oligodendrocit - vrsta glije, ki v osre- Nevrotransmiterski receptor dnjem živčevju tvori mielin. - beljako- Polž - zavit organ v notranjem ušesu, vina, vpeta v membrano tarčne celice, ki napolnjen s tekočino, ki pretvarja zvok v veže nevrotransmiterje in s tem uravna- Omrežje privzetega načina - skupek električne signale in omogoča sluh. vajo vzdražnost celice in druge znotrajce- možganskih predelov, ki so dejavni med lične procese. tihim počitkom. Ponovni privzem - proces, pri katerem se sproščeni nevrotransmiterji privzamejo v Nociceptorji - živčni končiči, ki prevajajo Opioidi - učinkovine, ki se vežejo na celico in ponovno sprostijo ob kasnejšem bolečinske dražljaje. opioidne receptorje v možganih in blažijo dražljaju. bolečino. Endorfini so endogeni opioidi, ki Noradrenalin (norepinefrin) nastajajo v osrednjem živčevju. Naravni in - katehola- Pons - del rombencefalona, ki, skupaj z minski nevrotransmiter, ki nastaja v mož- sintetični opioidi, kot sta morfij in kodein, drugimi možganskimi strukturami, urav-ganih in perifernem živčevju ter sodeluje se uporabljajo za lajšanje bolečine. nava dihanje in bitje srca ter predstavlja pri uravnavanju vzdramljenja, spanca, osrednjo pot, po kateri prozencefalon čustev in krvnega tlaka. Optična kiazma - stičišče vidnih živcev, pošilja in prejema informacije v / iz hrbte- v katerem pri dvoočnih živalih nekateri njače in perifernega živčevja. Nucleus accumbens aksoni prestopijo v nasprotno (kontralate- - področje v spo-dnjem delu prozencefalona in del bazalnih ralno) možgansko poloblo. Postsinaptični nevron - živčna celica, ki je ganglijev, pomemben pri motivaciji in v sinapsi prejemnik kemijskih sporočil. nagrajevanju. Oreksin - hipotalamični hormon, ki pri- speva k vzdramljenju. Pozitronska emisijska tomografija (PET) Obsesivno-kompulzivna motnja - - slikovna metoda, pri kateri z uporabo motnja, za katero so značilne tesnobnost, Osrednje živčevje - možgani z možgan- kratkotrajno radioaktivnih snovi prika-nenadzorovane, ponavljajoče se misli (ob- skim deblom in hrbtenjačo. žemo strukturne in funkcijske značilnosti sesije) in ponavljajoči se vedenjski vzorci, organov ki iz njih izhajajo (kompulzije). Paličnice - čutnice na obrobju mrežnice, občutljive na svetlobo nizke jakosti in Pozornost - stanje povečane vzdramlje- Odvisnost - stanje izgube nadzora nad specializirane za nočni vid. nosti in usmerjene obdelave omejenega vnosom učinkovine (običajno mamila, nabora čutnih prilivov. Hotena ali endo- njenega iskanja in uživanja, ki se mu po- osredotočenosti na določen dražljaj, neho- mišic v posameznem delu telesa ali celot- sameznik ne more upreti kljub škodljivim lahko tudi nekaterih zdravil) oziroma gena pozornost je posledica zavestne Paraliza - izguba sposobnosti krčenja nem telesu, običajno zaradi poškodbe ali tena ali eksogena pozornost pa nezave- posledicam. dne in nenačrtovane osredotočenosti na bolezni živčevja. spremembo v okolici, kot sta glasen zvok 126 Spoznanja o možganih | society for neuroscience ali nenaden gib. nejši odziv mnogoceličnega organizma vključno z uravnavanjem telesne tem- na dražljaje iz okolice (npr. rahel izteg perature, čutnih zaznav in uspavanja. Prečnik (corpus callosum) kolenskega sklepa zaradi krčenja štiriglave Nevroni, ki izločajo serotonin, se nahajajo - velik snop živčnih vlaken, ki povezuje levo in desno stegenske mišice po blagem udarcu na v možganih in prebavilih, na serotoninski možgansko poloblo. njeno kito). sistem pa vplivajo številne antidepresivne učinkovine. Prefrontalna skorja REM (angl. Rapid Eye Movement) faza - pročelje čelnega režnja možganske skorje, ki je udeleženo Shizofrenija - kronična motnja v delo- spanja - faza spalnega cikla, za katero pri višjih umskih sposobnostih, vključno vanju možganov, za katero so značilne so značilni sanjanje, vzorci električne z načrtovanjem, sprejemanjem odločitev, psihoza (s prividi in blodnjami) ter motnje možganske aktivnosti (merjene z EEG), ki delovnim spominom in nadzorovanju čustvovanja in umskih sposobnosti. spominjajo na budno stanje, in paraliza vzgibov. mišic (z izjemo dihalnih in tistih, ki omogo- čajo hitre očesne gibe, po katerih je faza Simpatično živčevje - del avtonomnega Presinaptični nevron dobila ime). živčevja, ki uravnava porabo energijskih - živčna celica, ki v sinapsi pošilja kemijska sporočila tarčni zalog in delovanje telesa v obdobjih celici. vzdramljenja in izpostavljenosti stresu. Rombencefalon - repni del razvijajočega se osrednjega živčevja, iz katerega nasta- Prostaglandini nejo mali možgani, pons in podaljšana Sinapsa - vrzel med živčnima celicama, v - majhne maščobne mole- kule, ki ojačajo občutljivost nociceptorjev hrbtenjača. kateri se informacije prenašajo od enega na dražljaje in tako lahko prispevajo k do drugega nevrona ali od nevrona do preprečevanju nadaljnje tkivne poškodbe. tarčne celice s kemičnimi prenašalci - Rumena pega - majhna vdolbina v sre- dišču mrežnice, kjer je ostrina vida zaradi nevrotransmiterji. Prozencefalon visoke gostote čepnic največja. - del razvijajočega se osrednjega živčevja, iz katerega nastaneta Sinaptična plastičnost - sposobnost možganski polobli in večina limbičnega prilagajanja moči sinapse s spremembo Saltatorno prevajanje - proces, pri sistema. števila receptorjev in količine izločanja katerem akcijski potencial “skače” med Ranvierjevimi zažemki in se tako hitreje širi nevrotransmiterjev. Računska nevroznanost vzdolž mieliniziranega aksona (v primer- - področje nevroznanstvenega raziskovanja, ki upo- javi z nemieliniziranim). Sinaptično kleščenje - nadzorovan pro- rablja računalniške programe in algoritme pad šibkih ali nedelujočih sinaps, ki omo- za analizo podatkov o možganih in nji- goča fino uravnavanje živčnih povezav. Schwannova celica - vrsta glije v perifer- hovo delovanje razlaga z matematičnimi nem živčevju, ki tvori mielin. modeli. Sindrom krhkega kromosoma X - gen- ovoju okoli aksona, po katerih se prevaja Ranvierjevi zažemki genu FMR1 in se kaže z umskim zaostan- - vrzeli v mielinskem zema serotonina (angl. selective kom. Selektivni zaviralci ponovnega priv- ska motnja, ki nastane zaradi mutacije v akcijski potencial. serotonin reuptake inhibitors, SSRI) - učinkovine, ki zavirajo ponovni prevzem Siva možganovina - skorja in nekateri growth factor , NGF) števila teles nevronov sivkaste barve, bela - snov, ki zlasti v pe- zdravljenje depresije in drugih duševnih možganovina pa je svoje ime dobila zaradi rifernem živčevju uravnava rast nevronov motenj. svetlejšega mielinskega ovoja okoli akso- med embrionalnim razvojem in verjetno Rastni dejavnik živčevja (angl. globlji deli možganov so zaradi velikega serotonina in povečajo njegovo razpo- Nerve ložljivost v sinapsi ter se uporabljajo za nov živčnih celic. Rastni stožec podatkov oziroma dejstev. - veja vestibulokohlearnega živca, ki prevaja informacije o zvočnih - aktivno rastoč del razvija- dražljajih od polža (posebnega organa jočega se aksona. preživetju. nega spomina, ki se nanaša na pomnjenje Slušni živec tudi pri odraslih prispeva k njihovemu Semantični spomin - oblika deklarativ- Senčni reženj - eden štirih delov možgan- v notranjem ušesu, ki zaznava zvok) do ske skorje, udeležen pri slušnih zaznavah, možganov. Razpoloženje - splošno stanje duha in govoru in kompleksnih vidnih zaznavah. čustvene naravnanosti. Somatosenzorična skorja - del temen- Serotonin - monoaminski nevrotrans- skega režnja, udeležen pri obdelavi dotika Refleks - najpreprostejši in najosnov- miter, ki sodeluje pri različnih procesih, in bolečinskih dražljajev. society for neuroscience 127 | Spoznanja o možganih Slovar pojmov nadaljevanje Spanje počasnih ritmov - (angl. slow Suprakiazmatično jedro - majhen skupek Vagus - deseti možganski živec, ki med wave sleep - SWS), včasih imenovano živčnih celic v hipotalamusu, ki ciklično drugim prevaja signale iz možganov do tudi “globoko spanje” (ang. deep sleep), je (v obdobju približno 24 ur) izražajo t.i. srca, pljuč in prebavil ter obratno. poimenovanje za tretjo (in občasno tudi beljakovine centralne ure (angl. clock pro-četrto) fazo NREM faze spanja. teins) ter tako uravnavajo cirkadiani ritem, Veliki možgani (cerebrum) - največji oziroma ritem budnosti, spanja, izločanja del človeških možganov, ki je pomemben Stereotaktični okvir - naprava, ki operi- hormonov in drugih telesnih funkcij. za višje umske sposobnosti, vključno z rani ali obsevani del telesa drži pri miru mišljenjem, zaznavanjem, načrtovanjem, in omogoča natančen doseg tarčnega razumevanjem jezika in nadzorom hotenih Talamus - struktura, ki jo tvorita dva področja (na površju ali v globini telesa) z gibov. jajčasta skupka živčnega tkiva v velikosti uporabo koordinatnega sistema oreha, ki se nahaja globoko v možganih ter predstavlja glavno križišče in pomem- Vidni živec - snop nevronov, ki prevajajo Stres - (zunanji) dražljaj, ki ogroža nor- bno postajo za obdelavo čutnih prilivov. informacije od mrežnice do možganov. malno delovanje organizma. Številne oblike stresa škodljivo vplivajo na telo, Temenski reženj - eden štirih delov Vzdramljenost - fiziološko stanje spre-nekatere pa so lahko tudi koristne. možganske skorje, udeležen pri obdelavi memb v možganih in telesu, ki spodbujajo čutnih informacij, pozornosti in jezikov- vedenjske vzorce v odziv na dražljaje. Striatum - kavdatno jedro in putamen kot nem izražanju. funkcionalna celota; del bazalnih ganglijev Wernickovo področje - področje v senč-(globokih možganskih jeder), pomembno Tesnobnost - stanje povečane nem režnju možganske skorje, pomembno udeležen pri obdelavi senzori-motoričnih vzdramljenosti, ki ga označuje močna udeleženo pri razumevanju jezika. informacij iz možganske skorje in talamusa zaskrbljenost. jev, pri načrtovanju in izvajanju gibov ter Testosteron - spolni hormon, ki večinoma dolgoročno sposobne obnove s procesom pri različnih vidikih kognicije. nastaja v modih, v manjši meri pa tudi v ter njihovem prenosu do bazalnih gangli- Zarodne celice - nespecializirane celice, celične delitve. skorji nadledvične žleze in jajčnikih. Substantia nigra - del mezencefalona, udeležen pri uravnavanju gibanja in na- Zatilni reženj - eden štirih delov možgan- grajevanja. Propad dopaminskih nevronov Trofični dejavniki - majhne beljakovine, ki ske skorje, udeležen pri obdelavi vidnih v substantii nigri je povezan s pojavom so v osrednjem živčevju ključne za razvoj, dražljajev. Parkinsonove bolezni. nevronov. delovanje in preživetje posameznih skupin Dodatni viri in uporabne povezave The Society for Neuroscience [Ame- Prvi koraki v nevroznanost, znanost SiNAPSIN projekt Zdrav duh v zdravi riško društvo za nevroznanost] o možganih / [prevedli Jure Bon ... s glavi 1121 14th Street NW, Suite 1010 sod.]. zdravaglava.si Washington, DC 20005 2. dopolnjena izdaja. Ljubljana: (202) 962-4000 SiNAPSA, Slovensko društvo za sfn.org nevroznanost, 2014. Knjižica je prosto SiNAPSA, Slovensko društvo za dostopna na povezavi https://zdravag- nevroznanost lava.si/wp-content/uploads/2019/03/ sinapsa.org Koraki_v_Nevroznanost-2014.pdf 128 Spoznanja o možganih | society for neuroscience Stvarno kazalo A amfetamin 101-102 bazalni gangliji 11, 13, 30, 34, 41, 77, A-beta 24 (glej tudi vlakna) amigdala 11 , 33-34, 36-37, 43, 61, 64, 122, 126, 128 acetilholin 15, 48, 61, 63, 105 78, 125 bazilarna membrana 22 acetilholinesteraza 100 amiloid 98-101 BDNF 115, 125 (glej tudi možganski A-delta 25 (glej tudi vlakna) amiloid-beta 99 nevrotrofični faktor) adenovirus 117 amiloidna hipoteza 99 benzodiazepin 62 , 77, 87, 122 adenozin 35 , 61, 122, 125 amiloidni prekurzorski protein 74 beta-adrenergični receptor 78 ADHD 65 , 71, 73, 83, 86 (glej tudi amiotrofična lateralna skleroza 27, 96, binokularni vid 21 motnja pomanjkanja pozornosti s 99 (glej tudi ALS) bipolarna motnja 77-80 hiperaktivnostjo) amnezija 32, 34, 39, 99, 122 bolečina 24-25, 79, 91, 93 adrenalin 25, 68-69, 70, 83, 122, 125 AMPA (α-amino-3-hidrok- Broca; Pierre Paul 40 (glej tudi epinefrin) si-5-metil-4-izoksazolpropionska Brocovo področje 40, 122 adrenalna žleza 68 kislina) 16, 35-69 , 122 , 125 (glej tudi nadledvična žleza analgetik 25 , 122 ) aerobna vadba 58 anandamid 85 C afazija 40 anksioznost 65, 72-73, 77, 79, 85 cAMP (ciklični adenozin monofosfat) 35 , 122 agnozija 122 antidepresiv 79-80, 87, 94, cerebelum 125 (glej tudi možgani: 114 agonist 27 antiepileptik 94 mali) , 29 AIDS 8 antioksidant 57 cerebrum 10 , , 128 103 , 92 (glej tudi HIV, sindrom prido- bljene imunske pomanjkljivosti) antiretrovirusno zdravilo, zdravljenje 92 cilij 23 akcijski potencial 15 Aplysia 35, 108- cingulatni korteks 65 109 (glej tudi morski , 125 , 127 akinezija 30 polž) anteriorni (ACC) 65 akson 13 apolipoprotein E (ApoE) 99 , 108- posteriorni (PCC) 65 109-14 , 19 , 23-24 , 29 , 46-48 , 50- 52 apoptoza 48, 104, cirkadiani 122 , 54 , 91 , 98 , 106 , 122 , 126 aksonski terminal (končič) 16, 47 cirkadiani ritem 61 ascendentna pot 25, 66-67, 123, 128 aksonski transport 99 cirkadiani sistem 61-62 asociacijska vlakna 55 alfa-ritem 12-13, 27-30, 101-103, 124, tudi prečnik) 124 CREB (vezavni protein odzivnega ele-125 alfa-motorični nevron 125 astrocit 14-15, 19, 47, corpus callosum 10 48, , 12 115, , 75 122, , 127 (glej alfa-sinuklein 101 EEG) (glej tudi elektroencefalografija, atonija 60 menta za cAMP) 35 avtizem 48-49 , 71-73 , 80 , 107 , 117 , CRISPR (gručasto urejeno razporejene -102 121 , 125 palindromne ponovitve) 107 , 117 alkohol 4 , 31 , 51-52 , 59 , 81-82 , 84-85 , avtoimunski odziv 115 alodinija 101 95 C-vlakna 24-25 (glej tudi vlakna) , 108 avtonomni živčni sistem 63 , 67 , 69 , -102 122 , 124-127 (glej tudi živčevje: -ALS 101 102 (glej tudi amiotrofična avtonomno) Č lateralna skleroza) čepnice 19 , 127 Alzheimerjeva bolezen 5 , 8 , 58 , 74 , 97-102, 115 B society for neuroscience 129 | Spoznanja o možganih Stvarno kazalo nadaljevanje D Downov sindrom 73-74 39, 52, 65, 110-111 (glej tudi inteli- DBS (deep brain stimulation) 77 Drosophila melanogaster (glej vinska gentnost) , 79 , 102 mušica) 109 fotoreceptor 12 , 19-21, 67, 123, 125 , 113 - 114 (glej tudi globoka možganska stimulacija) frekvenca 12, 21-22, 60, 122, 124-125 dentatni girus 33 degeneracija 19 frontotemporalna demenca (FTD) 98- , 21 , 30 , 126 E 99 , 103 (glej tudi demenca) deklarativni spomin 33 - 35 , 39 , 55 , 123 , edaravon 103 FSH 68 - 69 (glej tudi hormon) 127 (glej tudi spomin) ekscitatorni delovni spomin 34 , 41 - 42 , 52 , 56 , 114 , nevron 13 - 14 , 16 124 (glej tudi spomin) nevrotransmiter 16 , 124 G demenca 54 , 57 - 58 , 62 , 91 - 92 , 97 - 99 , GABA (glej tudi gama-amino maslena ekscitotoksičnost 100 102 - 103 , 122 kislina) 16 , 61 - 62 , 64 , 77 , 84 , 87 , ekstenzor 26 - 29 dendrit 13 - 15 , 46 - 47 , 55 , 106 , 122 - 122 - 123 ektoderm 44 , 46 123 , 126 elektroencefalografija (glej tudi EEG) galantamin 100 , 46 , 56 60 , 62 , 106 , 123 , 125 ganglij 11 , 13 , 27 , 30 , 34 , 77 , 122 depolarizacija 123 elektrofiziologija 106 , 111 ganglijske celice 19 - 21 , 123 depresija 5 , 8 , 35 , 60 , 67 , 73 , 76 - 77 , generalizirani napad 75 (glej tudi epi- elektronski - 79 80 , 87 , 91 , 93 , 101 , 107 , 111 , lepsija) mikroskop 15 , 106 113 - 114 , 121 , 123 - 124 , 127 gensko zdravljenje 117 možganski vsadek 112 - 113 descendentna pot 25 glija 9 , 14 , 44 - 45 , 48 , 89 , 125 - 127 endoderm 44 glioblastom 89 diabetična nevropatija 25 - 90 endokrini / -a , dieta 57 75 (glej tudi zdravo staranje) gliom 89 sistem 64 , 66 , 68 difuzijsko tenzorsko slikanje (DTI) 51 globoka možganska stimulacija 79 , žleze 68 102 diskinezija 102 , 113 - 114 (glej tudi DBS (deep endorfin 25 , 82 , 95 , 123 , 126 disleksija 74 - 75 , 123 brain stimulation) epigenetika 70 , 108 - 109 distonija 113 glukokortikoid 69 - 70 , 93 , 123 (glej epilepsija 8 , 46 , 75 , 88 , 91 , 106 , 108 , tudi hormon) DNK (deoksiribonukleinska kislina) 17 , 113 , 123 glutamat 16 , 35 , 61 , 64 , 77 - 78 , 84 , 87, 44 , 56 , 70 , 80 , 99 , 104 , 107 - 108 , epizodični spomin 33 - 34 , 123 (glej 89 , 100 , 103 , 124 117 , 122 tudi spomin) GnRH 68 dolgoročna depresija 35 (glej tudi LTD) - 69 (glej tudi hormon) estrogen 64 , 69 , 123 Golgijev aparat 15 dolgoročna ojačitev 35 (glej tudi LTP) etanol 84 (glej tudi alkohol) dominantno dedovanje 99 , 122 Golgijev tetivni organ 29 donepezil 100 grelin 69 (glej tudi hormon) dopamin 15 F , 30 , 37 , 56 , 61 , 63-64 , 73 , dorzomedialni prefrontalni korteks 65 dorzalna pot 20 77 flavonoid 57 , 79 , 82-84 , 86 , 101-103 , 106 , H fleksor 26-29 117 , 123 , 126 , 128 halucinacije 63, 80, 97, 110 fluidna inteligentnost 54-55 (glej , 21 (glej tudi vid) hemineglekt 65 (glej tudi motnje tudi inteligentnost) pozornosti) fMRI (funkcijska magnetna resonanca) 130 Spoznanja o možganih | society for neuroscience heroin 82-83 kleščenje 6, 48, 51, 53, 55 (glej memantin 100 hipokampus 11 tudi sinapsa) , 13 , 32-35 , 46 , 55-56 , membranski potencial 15-16, 123-125 58 komisura 12 , 65 , 70 , 74 , 79 , 85 , 99 , 122 , 124 metabolizem 68, 73-74 histamin 24 koordinacija 29, 31, 35, 85, 93, 101, , 61 , 63 , 124 metamfetamin 86-87 histologija 105 104, 125-106 metilfenidat 73, 86 histološke tehnike 105 mezoderm 44-korteks (siva možganovina ali sivina) HIV (virus človeške imunske pomanjklji- 13, 22, 24-25, 30, 33-34, 36-37, 43, mielin 25 45 vosti) 8 53, 55, 65, 120 (glej tudi možganska , 92 (glej tudi AIDS) mikroglija 14 , , 48, 52-55, 127 skorja) 56-57, 125 holinesteraza 100 mišica 6 , 13, 26-31, 45-46, 60, 62, kortizol 67-68 , 70 , 79 , 120 , 124 (glej homeostaza 66 , 69 68-70 , 81 , 84 , 91 , 103 , 113 , 122, tudi hormon) horea 104 kristalizirana inteligentnost 54 (glej 124-127-hormon 16 17 , 61 , 63-64 , 66-70 , 78-tudi inteligentnost) mitohondrij 56 , 74 , 99 , 101-102 , 104, 79, 84, 87, 116, 120-126, 128 125 hrbtenjača 11, 13, 24-30, 36, 45-47, morfij 37, 82, 94, 123, 126 55 L , 61 , 67 , 90-92 , 95 , 103 , 115-116 , motorična enota 27, 125 L-dopa 102 (glej tudi levodopa) 122, 125-127 možgani leča 18 (glej tudi vid) huntingtin 104, 107 leptin 69 (glej tudi hormon) mali 11-13, 30-31, 33-34, 50, 92, 127 Huntingtonova bolezen 30 , 103, 107, levodopa 8 , 102 veliki 10, 21 115, 117, 121, 124 Lewyjevo telesce 98, 102-103 (glej možganska skorja 10-11, 13, 18, 22-25, tudi demenca) 30-31, 33-34, 39, 40-41, 46, 48, 50, I LH 68-69 (glej tudi hormon) 53, 55-56, 63, 73, 77, 79, 80, 85-86, imunski sistem 5 , 70, 90, 92, 100, 115, na) 14, likvor (glej tudi cerebrospinalna tekoči- 104, 108-109, 111, 114, 119, 122, 91 , 95, 98, 104, 106, 116 124- 117 limbični sistem 11, 25, 52, 79, 82, 120, možganski polobli 12 , 125, 127-128 (glej tudi reženj) inteligentnost 124-125, 127 127 LTD 35 (glej tudi dolgoročna depresija) insula 36-37 122, 39, 46, 65, 75, internevron 19 fluidna 54-55 , LTP 35 možgansko deblo 11, 13, 22-23, 25, 123 (glej tudi dolgoročna 30 , 36 , 61 , 63 , 123 , 125 , 126 ojačitev) kristalizirana 54 multipla skleroza 92 , 99 , 45 , 124 ekscitatorni 13-14, 16 inhibitorni 14, 28 N M ionski kanal 14-16 nadledvična žleza 68-makula 19 , 21 (glej tudi vid) marihuana 85 70, 79, 122, 124- - 86 masna spektrometrija 110 125, 128 MDMA (3,4-metilendioksimetamfet- skorja 68-69, 79, 124-125, 128 K amin, glej tudi ekstazi) 87 sredica 69, 122, 125 kap 22 , 39, 62, 65, 70, 83, 94-95, 112-113 melatonin 67 , 122, 125 (glej tudi hor- nalokson 83 116 ketamin 87 , , 122, 124-125 mon) narkolepsija 61-63, 86, 125 society for neuroscience 131 | Spoznanja o možganih Stvarno kazalo nadaljevanje netrin 47 oreksin 61 , 63, 67, 126 (glej tudi hor- R nevritični plak 98-99 (glej tudi amiloid: mon; narkolepsija) ravnotežje 28-29, 31, 84, 92, 101, 126 amiloid-beta) receptivno polje 20 nevrodegeneracija 126 refleks 11 , 13, 28-29, 126 nevrodegenerativna bolezen 2-4, 17 P , REM (faza spanja s hitrimi očesnimi 48, 57, 62, 91, 96, 100, 103- paličnice 19 105, , 126 premiki) 60-63, 78, 125, 127 (glej 110, panična motnja 77 126-78 tudi spanje) nevroekonomija 120 Parkinsonova bolezen 4, 8, 30, 57, 62 retikularni aktivacijski sistem 63 , nevrofibrilarne pentlje 98 77, 80, 96, 98, 100, 106-107, -110 99 (glej , reženj (možganske skorje) tudi tau) 113, 115-117, 123, 126, 128 čelni 7, 11-12, 23-24, 33-34, 36, nevrogeneza 23, 33, 45, 56, 58, 126 PFC (prefrontalni korteks) 34 , 37, 41- 40-41, 51-53, 55, 109, 119, 122, nevromodulator 16-17, 126 43, 53, 65, 119 124, 127 nevropatija 25 , 92, 94 plak 98-101, 106, 111, 115 (glej senčni 11-12, 20, 22-23, 32, 39, 41, nevroplastičnost 58 (glej tudi plas- tudi Alzheimerjeva bolezen) 52, 55, 74, 128 tičnost) plastičnost temenski 11-12, 20, 33, 39, 40, 52, NMDA (N-metil-D-aspartat) 16 nevrotrofičn (glej tudi možgani: mali) , 61-64, 68, 79, 99, 121-123, 126 pons 11, 125, 127 riluzol 103 poškodba hrbtenjače 91 , 116 rivastigmin 100 nikotin 83-84 , 86 , 103 posttravmatska stresna motnja 36 , roženica 18-19 , 35 , 84 , 76 nevrotransmiter 14-17, 30, 35, 47-48, sinaptična 35-36, 56 zatilni 11-12, 20, 33, 52, 74, 89 56 nevroproteza 113 nevroplastičnost 58 128 100, 124 PTSM) , 77-79, 86, 111 (glej tudi PTSD, rožnica (glej tudi vid) nociceptor 24 , 93-94, 126-127 pozitronska emisijska tomografija (PET) noradrenalin 48, 61, 63, 68, 78-79, S 65 , 98 , 111 , 127 125-126 (glej tudi norepinefrin) saltatorno prevajanje 48, 127 prečnik 12 , 51 , 75 , 127 (glej tudi cor- pus callosum) semantični spomin 33 , 39, 55, 123, 127 O senilni plak 98-99 (glej tudi amiloid: 41-43 , 53 , 55 , 65 , 119 obsesivno-kompulzivna motnja (glej prefrontalni korteks (PFC) 34 (glej tudi spomin) , 36-37 , amiloid-beta) oligodendrocit 14 olfaktorni bulbus 56 (glej tudi hormon) , 68, 73, 78, 87, 120, 126 shizofrenija 8, 49, 65, 76, 77-80, 83, 85, progesteron 64 , 69 (glej tudi hormon) 107 , 110 , 114 , 116-117 , 123 , 127 proliferacija 44-45 , 126 sinapsa 15 , 35 , 47 , 79 , 99 , 126-128 prostaglandin 16 , 25 , 93-94 , 127 , 50 , 116 , 126 sluh 21-22 , 46 , 63 , 74 , 126 prozopagnozija 65 omrežje privzetega načina 65 , odziv na stres 68 34, 55, 126 70 , , 78 87, 127 (glej tudi spomin) oksitocin 36 tudi OCD) 71, prion 96 76-77, 113, 126 serotonin 8 , proceduralni spomin 33 56, 61, 63-64, 77-79, 80, - 126 spanje 2, 12, 37, 59, 60-63, 67, 70, 73, psihostimulans 86- opioid 25 , 87 81-84 , 94-95, optogenetika 63 , 107-108 122-126 78-79, 86, 91, 98, 101, 106, 108, 128 132 Spoznanja o možganih | society for neuroscience spomin V deklarativni 33-35, 39, 55, 123, 127 vagus 23 delovni 34 ventralna pot 20 (glej tudi vid) , 41-42 , 52 , 55-56 , 114 , 123 vid 11 , 18-21, 23, 33, 41, 46, 48, 63, 89, -124 , 127 dolgoročni 34 92, 122, 126-127-35 , 41 , 99 , 123 , 126 epizodični 33 vlakna 12, 24-25, 27, 54-55, 92, 125-34 , 123 kratkoročni 33 A-beta 24-34 , 38 , 41 , 85 , 99 nedeklarativni 34 A-delta 25 , 36 , 55 , 126 proceduralni 33 C 24-25-34 , 55 , 126 semantični 33 voh 22-24 , 39 , 55 , 123 steroid 16 , 89, 91, 93-94 strabizem 21 W stresni odziv 69, 79 striatum 33 , Wernicke, Carl 40 37, 41 (glej tudi bazalni gangliji, Wernickejeva afazija 40 elektroencefalografija) suprakiazmatično jedro 61 , Wernickejevo področje 40 67 , 128 SWS (spanje počasnih ritmov 60-62, 125 (glej tudi spanje) Z zaspanost 59 , 61-62, 67, 84, 125 Š zavest 7, 13, 20-21, 25, 28, 30, 33-34, škiljenje 21 (glej tudi strabizem) 42, 75, 122-124, 126-127 T Ž talamus 11 žariščni napad (parcialni napad) 75 -13 , 20 , 22-25 , 30 , 36 , 61 , 63 (glej tudi epilepsija) , 102 , 125 , 128 tau 98 živčevje 1-2, 4-5, 11, 14, 26-28, 67, 69, -99 , 101-102 , 104 (glej tudi nev- rofibrilarne pentlje) 89-95, 99, 100, 102-105, 109-111, TBI (glej travmatska okvara možganov) 113, 115, 122, 124-128, 136 90-91 avtonomno 63, 67, 69, 122, 124-127 testosteron 64 (glej tudi hormon) osrednje 11, 14, 27, 28, 89, 91-95, testosterona 69, 120 99-100, 102-104, 122, 125-128 tetrahidrokanabinol (THC) 85-86 periferno 5, 27, 122, 125-127 tobak 81-84, 86, 88 živec 12 , 19, 20, 22-23, 25, 27, 92, 113, toleranca 37 , 81, 83, 86-87 115, 123-124, 126, 128 transkranialna stimulacija 114 , 121 transkripcijski dejavnik 16, 70 tremor 30, 80, 93, 101-102, 113 society for neuroscience 133 | Spoznanja o možganih Partnerska nevroznanstvena združenja Dana Alliance for Brain Initiatives [Združenje pobud za možgane Dana] dana.org Federation of European Neuroscience Societies [Združenje evropskih nevroznanstvenih društev] fens.org International Brain Research Organization [Mednarodna organizacija za raziskovanje možganov] ibro.org SiNAPSA, Slovensko društvo za nevroznanost V nekaj več kot dvajsetih letih svojega obstoja SiNAPSA možganov. Na temelju javnomnenjske raziskave in posveta s projekti, kot so vsakoletni Teden možganov, bienalna z javnostjo o prepoznavi pomena zdravja možganov, aktiv- mednarodna nevroznanstvena konferenca (SiNAPSA nega izvajanja skrbi za njihovo zdravje in ovir, s katerimi se Neuroscience Conference, SNC) in eSiNAPSA, spletna posamezniki pri tem srečujejo, je v okviru projekta Znanje revija za znanstvenike, strokovnjake in nevroznanstvene za zdravje zagnala (kasneje pa v okviru projekta Zdrav duh navdušence, uspešno spodbuja splošno zanimanje za v zdravi glavi osvežila) spletišče zdravaglava.si. Spletišče na nevroznanost in možgane ter medsebojno sodelova- tedenski ravni ponuja nove, laikom prijazne povzetke znan- nje strokovnjakov z različnih področij nevroznanosti. V stvenih raziskav o različnih vidikih skrbi za zdravje možga- podporo nevroznanstvenikom na začetku karierne poti nov in novostih iz sveta nevroznanosti, od marca 2024 pa s SiNAPSIN štipendijski sklad redno objavlja razpise za kampanjo Možgančki tudi prirejene in prevedene primere štipendije, ki omogočajo udeležbo na strokovnih srečanjih dobre prakse poljudnoznanstvenih virov, vključno s pu- in obisk raziskovalnih ustanov v tujini. S ciljem ozaveščanja blikacijo BrainFacts. Prevod, Spoznanja o možganih, je del splošne javnosti o pomenu možganov in skrbi zanje je z kompleta materialov za promocijo nevroznanosti in skrbi akcijo Za možgane in z zbranimi podpisi Manifesta za mož- za zdravje možganov (skupaj z družabno igro Živčkanje), ki gane dosegla simbolni premik, saj je vlada Republike Slove- spodbuja zabavno učenje in razgibavanje možganov. nije leta 2015 tretjo sredo v marcu (v tednu, ko sicer vsako leto poteka Teden možganov) razglasila za slovenski dan sinapsa.org 134 Spoznanja o možganih | society for neuroscience Ameriško društvo za nevroznanost [Society for Neuroscience, SfN] SfN kot največje nevroznanstveno društvo na svetu združuje raziskovalce in zdravnike, predane raziskovanju možganov in živčevja. Neprofitna organizacija, ustanovljena leta 1969, danes šteje skoraj 37.000 članov v več kot 90 državah in ima po svetu več kot 130 podružnic. Cilji SfN so: ■ spodbujati javno zanimanje za znanost, ■ spodbujati napredke v razumevanju možga- znanstveno opismenjevanje in zavedanje o nov in živčevja z združevanjem raziskovalcev pomenu najnovejših nevroznanstvenih odkritij iz raznolikih okolij ter nevroznanstvenih ved ter podpirati razprave o etičnih vidikih in vpra-za preučevanje različnih organizacijskih ravni šanjih nevroznanstvenega raziskovanja; živčevja ter s spodbujanjem uporabe razisko- valnih odkritij v klinični praksi za izboljšano ■ informirati odločevalce o svežih nevroznan-zdravljenje ali ozdravitev bolezni živčevja; stvenih odkritjih, novostih v nevroznanosti in njihovem pomenu za družbo in nadaljnji ■ ponujati dejavnosti za strokovni razvoj, znanstveni razvoj. informacije in izobrazbene vire za nevroznan- stvenike na vseh stopnjah kariernega razvoja, vključno z dodiplomskimi, magistrskimi in doktorskimi študenti ter postdoktorskimi raziskovalci, ter spodbujati složno sodelova- nje med raziskovalci, ki prihajajo iz raznolikih kulturnih okolij; Poslanstvo SfN poudarja pomen vključevanja splošne javnosti in spodbujanja splošnega zanimanja za napredke in obete, ki jih prinaša raziskovanje možganov. BrainFacts.org predstavlja pobudo fundacij Kavli in Gatsby ter SfN za prosto širjenje informacij o možganih in živčevju. society for neuroscience 135 | Spoznanja o možganih SPOZNAJ SVOJE MOŽGANE, SPOZNAJ SEBE Avtorske pravice izvirnika (c) Society for BrainFacts je spremljajoča publikacija Neuroscience, 2018 spletišča BrainFacts.org, pobude fundacij Ka- vli in Gatsby (angl. The Kavli Foundation, the Avtorske pravice slovenskega prevoda (c) SiNAPSA, Gatsby Foundation) ter ameriškega Društva Slovensko društvo za nevroznanost, 2024 za nevroznanost (Society for Neuroscience, Vse pravice pridržane. Brez dovoljenja je SfN) za prosto širjenje informacij o možganih prepovedano vsakršno (npr. elektronsko, mehansko, in živčevju. Za več informacij o namenu, s fotokopiranjem, snemanjem ali kako drugače) vsebinah in podpornikih spletišča obiščite pomnoževanje, shranjevanje ali pošiljanje katerega BrainFacts.org ali preberite izvirno publik- koli dela te publikacije. acijo Brain Facts, 8. izdaja. Statistični podatki o boleznih in motnjah izvirajo iz Centrov za nadzor in preprečevanje bolezni v ZDA (angl. Centers for Disease Control and Prevention), Svetovne zdravstvene organizacije (angl. World Health Organization), Nacionalnih inštitutov za zdravje v ZDA (angl. National Institutes of Health) in prostovoljnih organizacij. BrainFacts so izkaz zavezanosti SfN k širjenju in dostopnosti znanja o možganih in živčevju. Slovenski prevod, Spoznanja o možganih, odraža enako poslanstvo SiNAPSE, Slovenskega društva za nevroznanost, in projekta Zdrav duh v zdravi glavi, ki se izvaja pod okriljem SiNAPSE. Za več informacij in prost dostop do elektronske verzije izvirnika (BrainFacts, 8. izdaja) obiščite brainfacts. org/book, za prost dostop do slovenskega prevoda (Spoznanja o možganih) pa spletišče https://zdravaglava.si. Prevod, Spoznanja o možganih, je z dovoljenjem SfN nastal v okviru projekta Zdrav duh v zdravi glavi, ki se izvaja pod okriljem SiNAPSE, Slovenskega društva za nevroznanost. Nastanek prevoda so s svojo podporo omogočili Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije (ARIS), Ministrstvo za zdravje Republike Slovenije in Evropsko združenje nevroznanstvenih društev (FENS). 136 Spoznanja o možganih | society for neuroscience Slovenski prevod spremljajoče publikacije spletišča POBUDA ZA PROSTO ŠIRJENJE INFORMACIJ TER IZOBRAŽEVANJE O MOŽGANIH IN ŽIVČEVJU The Society for Neuroscience | 1121 14th Street NW | Suite 1010 | Washington, DC 20005 | (202) 962-4000 | sfn.org 137 | Spoznanja o možganih society for neuroscience