Każda istota ludzka ma swój "odcisk neuronalny"

Tak samo jak odciski palców albo odciski genetyczne, aktywność mózgowa w trakcie snu może, ona również, być charakterystyczna dla każdego z nas. „Odcisk neuronalny”, ma być związany z genami i może pozwalać przepowiedzieć ryzyko rozwoju chorób psychicznych.

Każdy mózg ma być naprawdę inny do tego stopnia, iż posiadałby motyw aktywności mózgowej charakterystycznej dla każdego pojedynczego „egzemplarza”? Innymi słowy, czy każdy z nas posiada rodzaj „odcisku neuronalnego”, na obraz odcisków genetycznych albo odcisków palców?

Takie przynajmniej są konkluzje z wielu badań, wśród których jest również badanie zrealizowane na nastolatkach, przez naukowców z Uniwersytetu Brown, w Providence.

Naukowcy ci zrekrutowali dziewiętnastu nastolatków w wieku od 9 do 10 lat, oraz dwudziestu sześciu w wieku od 15 do 16 lat. Zgłosili się oni na ochotnika, aby spędzić 2 noce pod rząd w laboratorium.

Dzięki elektrodom umieszczonym na czaszce, fale mózgowe wysyłane przez całą noc mogły być wykrywane i rejestrowane. Nowe nagrania zostały dokonane około 2 lata później dla każdego z tych ochotników, w celu porównania pierwszych nagrań z drugimi.

Elektroencefalogram, odbicie aktywności mózgu

Elektroencefalogramy są więc oparte na rejestrowaniu, po wzmocnieniu, słabych sygnałów elektrycznych wytwarzanych przez neurony. Przedziały,które charakteryzują się amplitudą (w woltach) oraz częstotliwością (w Hertzach), oscylują w zależności od czasu, od aktywności mózgowej, od miejsca na czaszce, gdzie elektroda jest umieszczona (a więc, od badanej strefy mózgu).

W tym samym momencie, wiele elektrod rejestruje aktywność mózgu, co pozwala na uzyskanie wielu śladów.

Na początku nocy, mózg modyfikuje swoją aktywność tak, aby sen był możliwy, który sam jest podzielony na wiele identyfikowalnych faz. Fale najwolniejsze (fale alfa) znikają zazwyczaj, ustępując miejsca falom beta (fale szybsze), tak samo jak i innym falom złożonym.

W czasie głębszego snu, pojawiają się fale o niskiej częstotliwości (fale delta), z wyjątkiem fazy snu paradoksalnego (w czasie którego śnimy i kiedy nasze oczy bardzo szybko się ruszają), gdzie znów pojawia się szczyt fal beta.

Różna aktywność mózgowa

Jeśli więc ślady są podobne dla wszystkich (tak jak geny albo chromosomy), to naukowcy chcieli jednakże się dowiedzieć, czy mogą istnieć subtelne różnice (na obraz polimorfizmu genetycznego); i czy można udowodnić ich istnienie poprzez obserwację bardziej szczegołówą poszczególnych motywów.

Dane z elektroencefalogramów były dostępne, a więc Leila Tarokh i Peter Achermann, badacze z Uniwersytetu w Zurichu, podeszli do badania.

Przy pomocy kompleksowego algorytmu, ślady (częstotliwość, intensywność, motywy ...) zostały porównane automatycznie przez komputer, który pogrupował między nimi ślady, które wydawały mu się najbardziej podobne, nie mając danych na początku na temat ich pochodzenia.

Aktywność mózgowa, marker genetyczny?

Dla większości badanych uczestników, cztery elektroencefalogramy pochodzące od tej samej osoby zostały rozpoznane i pogrupowane, mimo lat, które upłynęły między obydwiema sesjami badania.

Jeśli więc wiek nastoletni ma tendencję do silnego zakłócania aktywności mózgowej, to rezultaty te pokazują, że pozostaje zupełnie niezmieniony pewien unikatowy i identyfikowalny profil, pomimo upływu lat.

Poprzednie badania, oparte na porównaniu profilów między prawdziwymi i fałszywymi bliźniętami (gdzie prawdziwe bliźnięta miały ślady bardziej podobne niż bliźnięta fałszywe), już wcześniej udowodniły znaczenie genetyki w profilach aktywności mózgowej.

Badacze, którzy chcą opublikować swoje prace w przeglądzie Journal of Neuroscience, uważają, że otworzyli nowe drzwi pozwalające odkryć endofenotypy (biomarkery psychiczne pochodzenia genetycznego), które mogą przepowiedzieć potencjalny rozwój chorób psychicznych, takich jak schizofrenia albo depresja.