„Miegant, kai atrodo, jog aplinkos nebejaučiame, galvoje vyksta sudėtingi procesai“, – teigia dr. Karolina Armonaitė, Kauno technologijos universiteto (KTU) neuromokslininkė. Pasak jos, tikslesnis supratimas, kas vyksta skirtingose smegenų žievės srityse miego metu, gali padėti tiksliau diagnozuoti ne tik miego sutrikimus, bet ir neurologines ligas.„Pavyzdžiui, šizofrenijai būdingas sutrikęs sinchronizavimasis tarp skirtingų sričių, o Alzheimerio liga dažnai prasideda nuo labai subtilių funkcinių pokyčių vienoje žievės srityje, dar iki pasireiškiant akivaizdiems simptomams“, – teigia K. Armonaitė, paaiškindama tyrimų, kuriais siekiama tiksliau atskirti smegenų žievės funkcines sritis, svarbą.Gilindamasi į šią temą gilinamasi dr. K. Armonaitė mokslinį tyrimą atliko doktorantūros studijų Uninettuno universitete Italijoje metu. Aprašytas tyrimas publikuotas mokslo žurnale „Physica D: Nonlinear Phenomena“, – praneša Kauno technologijos universitetas.„Smegenų žievė nėra vienalytė, skirtingos sritys gali elgtis skirtingai, priklausomai nuo to, ar žmogus budrus, miega, ar yra pereinamojoje būsenoje tarp šių stadijų. Mano tyrime buvo siekiama nustatyti, ar galime atpažinti žievės sritis vien tik pagal jų elektrinio aktyvumo ypatybes, ne tik kai nėra išorinių stimulų, bet ir skirtingomis miego stadijomis“, – paaiškina KTU Matematikos ir gamtos mokslų fakulteto tyrėja dr. K. Armonaitė, įsitikinusi, kad gilesnis supratimas apie tai, kaip smegenys veikia net ir tada, kai ilsisi, svarbus tiek neurologinių, tiek miego sutrikimų diagnostikai ir prevencijai.Dr. Karolina Armonaitė / KTU nuotr.Atsakymų į svarbius klausimus ieškoma dešimtmečiaisKTU pranešime minima, jog smegenų žievės atskyrimo tyrimai siekia 20 amžiaus pradžią, kai vokiečių neurologas Korbinian Brodmann apibrėžė 52 atskiras žmogaus smegenų žievės sritis, vadinamas Brodmanno sritimis (angl. Brodmann areas). Šis smegenų žievės žemėlapis iki šiol plačiai naudojamas tiek klinikinėje praktikoje, tiek neuromokslų tyrimuose.Atlikdama neurofiziologinių signalų analizę, siekdama suprasti, ar skirtingos žievės sritys informaciją perduoda skirtingai ir kodėl, KTU mokslininkė pradėjo nuo aiškiausiai apibrėžtų – sensorinės, motorinės ir klausos – sričių, kurių funkcijos labiausiai ištirtos.„Dažnai girdime apie neurodegeneracinius sutrikimus ir jų biologinių žymenų paiešką, siekiant kuo anksčiau nustatyti diagnozę. Tačiau mane labiausiai domino klausimas: kaip veikia sveiko žmogaus smegenys? Ir ar galima nustatyti jų veiklos žymenis ramybės būsenoje? Juk net nesant išoriniams stimulams, smegenys išlieka aktyvios. Tai nėra tik chaotiškas triukšmas, veikiau – elektriniuose signaluose, perduodamuose tarp neuronų, slypi daug užkoduotos informacijos“, – sako K. Armonaitė.Tyrimo metu pavyko rasti skaičiavimo metodų, kurie, pasak KTU Matematikos ir gamtos fakulteto mokslininkės, leidžia patikslinti smegenų žievių sričių atskyrimą pagal jų elektrinio aktyvumo ypatybes. „Dabar būtų įdomu žengti dar toliau – kurti smegenų veiklos modelius pagal tam tikrus šių sričių požymius ir taikyti juos labai ankstyvų nuokrypių, pavyzdžiui, beprasidedančių neurodegeneracinių procesų, aptikimui. Taip pat šie, sveikų smegenų žievės sričių žymenys, stebimi miego metu, galėtų būti lyginami su pacientų, turinčių miego sutrikimų, duomenimis“, – sako K. Armonaitė.Asociatyvi / KTU nuotr.Klinikinis potencialas – miego ir neurodegeneracinių sutrikimų diagnostikaNors, anot KTU neuromokslininkės, tyrimas kol kas neturi tiesioginio pritaikymo klinikoje, jis atveria daug teorinių galimybių. Pavyzdžiui, tolesniuose tyrimuose būtų galima kurti skaitmeninius žievės sričių modelius, tarsi jų skaitmeninius dvynius. Žinant ląstelių struktūrą, tarpusavio sąveikas ir elektrinius parametrus, būtų galima simuliuoti, kaip tokia sritis reaguotų į, pavyzdžiui, elektrinę stimuliaciją. „Tai ilgainiui galėtų prisidėti prie personalizuotos neurologinės terapijos kūrimo“, – mano K. Armonaitė.Jos teigimu, vienas iš praktinių žmogaus smegenų veiklos ramybės metu tyrimų taikymų galėtų būti miego sutrikimų diagnostika. Dauguma metodų vertina miegą gana apibendrintai, tačiau detalus žievės sričių aktyvumo tyrimas galėtų padėti tiksliau identifikuoti, kurios smegenų sritys veikia kitaip ir kodėl.„Tai aktualu todėl, kad miegas, nors gali pasirodyti kaip pasyvi būsena, iš tikrųjų yra labai dinamiškas procesas, kurio metu vyksta informacijos konsolidacija, medžiagų apykaitos valymas, sinapsių pertvarka, – paaiškina mokslininkė. – Subtilūs neuroninės veiklos pokyčiai miego metu gali byloti ir apie neurodegeneracinių procesų pradžią.“Pasak jos, žinant, kaip turėtų elgtis sveika smegenų žievė skirtingose būsenose ar atliekant funkcines užduotis, galima ieškoti nukrypimų nuo šio normalaus modelio, o tai gali padėti ligą aptikti dar jai nepasireiškus aiškiais simptomais. Greta ankstyvosios diagnostikos ir prevencijos, tai prisidėtų ir prie gilesnio pačių ligų mechanizmo supratimo.