Bevezetés
A legújabb kutatások egyre inkább rámutatnak arra, hogy az emberi agy egy összetett, elosztott rendszert működtet, amely képes előre jelezni és felkészülni a test energiaigényeire. Ezt a folyamatot allosztázisnak nevezzük. Emellett az agy folyamatosan monitorozza a test belső állapotát, amit interocepciónak
Milyen tudásrést tölt be ez a tanulmány?
Korábbi vizsgálatok mind állatmodellekben, mind emberek esetében jelezték egy olyan elosztott agyi rendszer létezését, amely támogatja az allosztázist és az interocepciót. Ezek a kutatások azonban korlátozottak voltak az alkalmazott képalkotó technológia miatt. Például Barrett és munkatársai egy korábbi tanulmányukban 3 Tesla erősségű funkcionális mágneses rezonancia képalkotást (fMRI) használtak, amellyel sikerült feltérképezniük az allosztázist és interocepciót támogató hálózatot az emberi agyban.
Azonban a 3 Tesla technológia térbeli felbontása és érzékenysége nem volt elegendő ahhoz, hogy részletesen megfigyeljék az agytörzs kisebb struktúráit, amelyek kulcsszerepet játszanak ezekben a folyamatokban. Így fennállt egy jelentős tudásrés a mélyebb agyi területek pontos feltérképezésében.
Milyen módszereket alkalmaztak a kutatás során?
A kihívások leküzdésére a Massachusetts General Hospital Athinoula A. Martinos Center for Biomedical Imaging intézetében található 7 Tesla MRI készüléket használták. Ez a fejlett képalkotó eszköz lehetővé tette, hogy sokkal nagyobb pontossággal vizsgálják meg az apróbb agyi régiókat is.
A résztvevőket nyugalmi állapotban szkennelték, így az agyi aktivitás inkább spontán allosztázisra és interocepcióra utalt, nem pedig külső ingerekre adott válaszokra. Ez fontos volt annak érdekében, hogy a természetes agyi működést vizsgálják.
Ezen túlmenően egy újonnan validált mélyagy atlaszt, a Brainstem Navigator-t használták, amelyet Bianciardi csapata fejlesztett ki élő emberek agyi felvételei alapján. Ez az atlasz részletesen térképezi fel az autonóm idegrendszer, immunrendszer és endokrin rendszer szabályozásában részt vevő agytörzsi régiókat.
Elemzési megközelítésüket évtizedes alapkutatások vezérelték, amelyek két fő agyi pályát különítettek el emlősökben: az egyik (allosztatikus) pálya az agyból indulva irányítja a test szerveit, míg a másik (interoceptív) pálya a testből érkező jeleket továbbítja az agy felé, tájékoztatva azt a belső állapotokról.
Milyen eredményeket értek el?
A kutatás eredményei megerősítették és kiterjesztették a korábbi 3 Tesla-s vizsgálatok megállapításait. Azonosították szinte az összes közvetlen kapcsolatot, amelyeket nem-emberi emlősök esetében is kimutattak: 100%-ban megerősítették a kéregterületek közötti kapcsolatokat és 96%-ban a kéreg alatti területek közötti összeköttetéseket.
Különösen fontos volt annak igazolása, hogy kétirányú kommunikáció zajlik azok között az agyi területek között, amelyek a test szükségleteit kezelik (például az anterior cinguláris kéreg) és azok között, amelyek érzékelik a test belső állapotát (például a posterior insula). Ez azt jelenti, hogy ezek a régiók folyamatosan visszacsatolást adnak egymásnak, elősegítve ezzel az agy képességét arra, hogy előre jelezze és szabályozza a test igényeit.
Milyen következményekkel járnak ezek az eredmények?
Egyre több bizonyíték támasztja alá azt a nézetet, hogy az agy egyik központi szerepe testünk energiaigényeinek előrejelzése és kielégítése. A jelenlegi kutatás ráhelyezi ennek a folyamatnak a monitoringját és szabályozását az emberi agy funkcionális magjára.
Ez szoros kapcsolatot mutat mentális és fizikai egészségünk között. Az újabb pszichiátriai és neurológiai kutatások is azt sugallják, hogy az agy-test kommunikáció zavara jelentős tényező lehet mind mentális betegségek kialakulásában, mind pedig fizikai egészségromlásban.
Mik lesznek a következő lépések?
A jövőbeni kutatások célja ennek az allosztatikus-interoceptív rendszernek más funkciókkal való összekapcsolása lesz. Különösen érdekes lesz megvizsgálni ennek szerepét döntéshozatalban és kognitív folyamatokban.
Továbbá további kapcsolatok feltárása várható különböző érdeklődési körű agyi régiók között annak érdekében, hogy még átfogóbb képet kapjunk arról, hogyan integrálódik ez a rendszer más idegrendszeri funkciókkal.
