Az alvás és az ébrenlét az a két állapot, amely az emberek mindennapjait gyökeresen különböző szakaszokra osztja. Legalábbis ez volt az alapeset és a tudósok sem vitatták ezt mindaddig, amíg az idegsejtek aktivitásának pontosabb mérésével és a nagy adattömegek feldolgozásával lehetővé nem vált, hogy jobban utána járjanak a dolognak.
Fotó: Pixabay
A kutatók eddig ezeket az állapotokat az agyhullámokhoz igyekeztek kötni. Ezen belül a lassúaknak, a másodperc tizedrészéig tartóknak felelt meg az alvás állapota. Az elmúlt időszakban azonban lehetővé vált, hogy az idegi tevékenységet millimásosodperces, azaz a másodperc ezredrészére lebontott időintervallumokban vizsgálják.
Egy új kutatás részben erre a lehetőségre alapozva hozott meglepő eredményeket, amit a tudósok a Nature Neuroscience folyóiratban tártak a szakmai nyilvánosság elé. A kutatást Keith Hengen, a Washingtoni Egyetem biológus professzora és David Haussler, az University of California biomolekuláris egyetemi tanára vezetésével végezték. Az aprómunkát a két intézmény egy-egy PhD-s szakembere, Aidan Schneider és David Parks vállalta.
Valós adatokat tápláltak egy ideghálózat-modellbe
Schneider és Parks négy év alatt létrehozott és felkészített egy neurális hálózatot arra, hogy valós mérésekből származó adatok alapján szimulálni tudja az idegsejtek ébrenléti és alvó állapotát. A kísérleti állatok fején elhelyezett ultrakönnyű érzékelőszettel ezredmásodperces pontossággal rögzítették idegi tevékenységüket. Ebből petabájtokban mérhető adattömeg keletkezett.
„Kifinomult érzékelőkkel és az adatfeldolgozás új lehetőségeivel az eddigi feltételezéseinket megkérdőjelező információkat szerezhetünk arról, milyen állapotban vannak az idegsejtek” – mondta ezzel kapcsolatban Hengen.
Az alvó vagy ébrenléti állapot alapvetően befolyásolja az emberek viselkedését, ezért a lehető legtöbbet kell megtudnunk ezekről. A kutatások azt a megdöbbentő eredményt hozták, hogy az agy egyes részei képesek elszundítani, miközben az egyed, az egyén alapvetően ébren van és valamivel foglalkozik. Haussler megjegyzi, hogy sokan sejthették ezt, amikor kedvesük arcát nézték, miközben beszéltek hozzá. A kifejezéstelen tekintet azt sejtette, hogy nem figyel rá, talán el is aludt, miközben „hallgatta”.
Eléggé meglepődtek
Hengent annyira meglepték két ifjú kutatótársa eredményei, hogy úgy gondolta, valahol hibáztak a méréseik során. Újra és újra arra kérte őket, hogy végezzenek ellenőrző vizsgálatokat. Kihívásnak érezte, hogy minden megkérdőjeleződött, amit eddigi neurológusi pályafutása során gondolt az agy működéséről. Miközben az első kutatási eredményt próbálták a lehető legalaposabban alátámasztani, belefutottak egy további újdonságba. Először azt gondolták, hogy mérési hibáról van szó, ám miután meg tudták ismételni a jelenséget kiderült, hogy az előbbi összefüggés fordítva is igaz. Miközben az agy alszik, vannak olyan területei, amelyek ébren lehetnek.
Ezt az ember eddig elsősorban pásztorkutyákról feltételezte, akik alvás közben is fél szemüket a nyájon és a körülötte sertepertélő vadászgató ragadozókon, fosztogatókon tartják. Ezt a jelenséget találóan „lebegésnek” (angolul: flicker) keresztelték a kutatók, akik szerint időnként egészen kis agyi területeket is érinthet. Az új tudományos eredmények az idegrendszeri betegségek vizsgálatában és gyógyításában lehetnek hasznosak.
„Minél jobban megértjük, hogy mit jelent az alvás és az ébrenlét, annál többet tudhatunk meg az ezzel összefüggő betegségekről” – mondta Hengen.
Általánosságban az új kutatási eredmények segítenek jobban megérteni az emberi agy működését. (Science Daily, Medicalxpress, Phys.org, University of California)
