Ο εγκέφαλός μας προβλέπει μελλοντικά γεγονότα, σύμφωνα με νέα έρευνα

Ο εγκέφαλος μαθαίνει πώς να αναμένει μελλοντικά συμβάντα μέσα από μοτίβα. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται «προβλεπτικός χρονισμός» και μας επιτρέπει να αλληλεπιδρούμε επιτυχώς με τον κόσμο γύρω μας. Πώς λειτουργεί όμως ακριβώς; Ο «προβλεπτικός χρονισμός» είναι εν μέρει αυτός που μας επιτρέπει να πάρουμε τις πιο απαραίτητες αποφάσεις σε έναν πολύ γρήγορα εναλλασσόμενο κόσμο.

Μία νέα έρευνα, που διεξήχθη από ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, στο Berkeley, υποδεικνύει ότι αναμένοντας ένα γεγονός, ο ανθρώπινος εγκέφαλος βασίζεται σε δύο διακριτά συστήματα. «Είτε πρόκειται για αθλητισμό, μουσική, ομιλία, ή ακόμα και για την προσοχή, η έρευνά μας δείχνει πως η αντίληψη του χρόνου δεν αποτελεί μια ενοποιημένη διεργασία, αλλά υπάρχουν δύο διακριτοί τρόποι με τους οποίους μπορούμε να κάνουμε χρονικές προβλέψεις και αυτές εξαρτώνται από διαφορετικές δομές του εγκεφάλου», επισημαίνει ο κύριος ερευνητής Assaf Breska, μεταδιδακτορικός ερευνητής στις νευροεπιστήμες.
Μαζί, αυτά τα συστήματα μας επιτρέπουν να μην σκεφτόμαστε μόνο για το παρόν, αλλά να αναμένουμε και να προβλέπουμε το μέλλον. Το ένα σύστημα, βρήκαν οι ερευνητές, μας επιτρέπει να προβλέπουμε μελλοντικά γεγονότα με βάση τις παρελθοντικές μας εμπειρίες, ενώ το άλλο σύστημα βασίζεται στην αναγνώριση των ρυθμικών μοτίβων.

Πώς λειτουργούν όμως αυτά τα δύο συστήματα; Ενεργοποιούνται σε διαφορετικές στιγμές, ανάλογα με το πλαίσιο στο οποίο χρειάζεται να ανταποκριθούν; Απαντώντας σε αυτή την ερώτηση, οι ερευνητές πιστεύουν, πως θα μπορούσαμε και να καταλάβουμε πώς λειτουργεί ο εγκέφαλος σε διαφορετικές νευροεκφυλιστικές παθήσεις. Με τη σειρά του, αυτό θα επέτρεπε σε ειδικούς να δημιουργήσουν καλύτερες στρατηγικές για να φροντίσουν ασθενείς με τέτοιες νόσους.

Σε πρόσφατη έρευνα, της οποίας τα ευρήματα δημοσιεύονται στο επιστημονικό περιοδικό PNAS – οι επιστήμονες εργάστηκαν με ασθενείς Πάρκινσον και με ασθενείς που παρουσίαζαν εκφύλιση της παρεγκεφαλίδας. Και οι δύο παθήσεις χαρακτηρίζονται από προβλήματα ισορροπίας και συγχρονισμού, αν και φαίνεται να επηρεάζουν διαφορετικές δομές του εγκεφάλου.
Αν και το Πάρκινσον επηρεάζει τα νευρωνικά μονοπάτια στα βασικά γάγγλια, στην εκφύλιση της παρεγκεφαλίδας, είναι τα νευρικά κύτταρα στην παρεγκεφαλίδα που προοδευτικά πεθαίνουν. Οι ερευνητές συνέκριναν τους τρόπους με τους οποίους οι ασθενείς χρησιμοποιούσαν χρονικά στοιχεία για να ανταποκριθούν σε διαφορετικά τεστ.
Όλοι οι συμμετέχοντες παρακολούθησαν δύο διαφορετικές ακολουθίες χρωματιστών τετραγώνων στην οθόνη ενός υπολογιστή. Στην πρώτη άσκηση, τα χρωματιστά τετράγωνα ακολουθούσαν το ένα το άλλο σε σταθερό ρυθμό. Στη δεύτερη άσκηση, τα τετράγωνα ακολουθούσαν το ένα το άλλο με διαφορετικό μοτίβο και όχι με σταθερό ρυθμό.
Στη συνέχεια, τους ζητήθηκε να προβλέψουν τις ακολουθίες. Κατά τη διάρκεια των τεστ, οι ερευνητές παρατήρησαν ότι οι συμμετέχοντες με Πάρκινσον έτειναν να τα πηγαίνουν καλύτερα στη δεύτερη πιο περίπλοκη άσκηση, ενώ οι ασθενείς με εκφύλιση της παρεγκεφαλίδας ανταποκρίνονταν καλύτερα στα σταθερά μοτίβα.
Αυτά τα ευρήματα επέτρεψαν στην ερευνητική ομάδα να αναγνωρίσει ποιες εγκεφαλικές περιοχές συνδέονταν με ποιο σύστημα προβλεπτικού timing. Οι ερευνητές συμπέραναν ότι ο ρυθμικός χρονισμός αντιστοιχούσε στα βασικά γάγγλια, ενώ ο διακοπτόμενος χρονισμός – με βάση τις αναμνήσεις από προηγούμενη εμπειρία – αντιστοιχούσε στην παρεγκεφαλίδα.
Ο εγκέφαλος, λοιπόν, διαθέτει δύο διαφορετικά συστήματα για να προβλέψει μελλοντικά γεγονότα. Το σύστημα που βασίζεται στο ρυθμό είναι ευαίσθητο σε περιοδικά γεγονότα, όπως ανταποκρίνεται επίσης στην ομιλία και στη μουσική. Και το διακοπτόμενο σύστημα παρέχει μια πιο γενική προβλεπτική ικανότητα, ευαίσθητη σε χρονικές κανονικότητες, ακόμα και υπό την απουσία ρυθμικού σήματος.
Επιπλέον, οι επιστήμονες προσθέτουν πως αν ένα από τα δύο συστήματα σταματήσει να λειτουργεί σωστά, ο εγκέφαλος μπορεί να βασιστεί στον άλλο για να προβλέψει. Και αυτή είναι μια σημαντική παρατήρηση για την ιατρική κοινότητα και την αντιμετώπιση νευροεκφυλιστικών νόσων. Κλείνουν, λέγοντας πως θα μπορούσαν να δημιουργηθούν εφαρμογές και παιχνίδια σχεδιασμένα για να εκπαιδεύσουν τον εγκέφαλο να ενεργοποιήσει ή να βελτιώσει ένα από τα δύο συστήματα.