Οι γρήγορες κινήσεις των ματιών μας, αποκαλύπτουν πολλά

Σε έρευνα επιστημόνων του παν/μιου του Colorado, η οποία δημοσιεύτηκε στα τέλη Νοεμβρίου στο επιστημονικό περιοδικό Current Biology, διαπιστώνεται η επιτυχία μιας μη-επεμβατικής μεθόδου στο να ανακαλύπτει τις επιλογές που κάνει ένας άνθρωπος, λίγο πριν τις κάνει, μέσω της παρατήρησης των κινήσεων στα μάτια του.

 

Στην έρευνα αυτή, τα υποκείμενα κάθισαν μπροστά από μία οθόνη με κάμερα που παρακολουθούσε τις κινήσεις των οφθαλμών τους, ενώ έπρεπε να κάνουν κάποιες επιλογές. Γρήγορες κινήσεις, οι οποίες λαμβάνουν χώρα σε μερικά εκατοστά του δευτερολέπτου, είχαν ιδιαίτερο ενδιαφέρον καθώς η συχνότητά τους αύξανε λίγο πριν κάνουν την επιλογή που είχαν στο μυαλό τους. Μόλις η επιλογή γινόταν, οι κινήσεις των οφθαλμών επέστρεφαν σε μια πιο αργή, μέση ταχύτητα, μέχρι την επόμενη επιλογή.

 

Οι γρήγορες, αυθόρμητες κινήσεις των οφθαλμών, αποκαλύπτουν ασυνείδητες διεργασίες που συμβαίνουν στον εγκέφαλό μας κατά τη διαδικασία της επιλογής. Η πληθώρα πληροφοριών που ανακτήθηκε με αυτή τη μη-επεμβατική μέθοδο, και που υπό άλλες συνθήκες θα χρειαζόταν επεμβατικές μεθόδους με ηλεκτρόδια, ανοίγει έναν νέο δρόμο για την ευκολότερη και γρηγορότερη διάγνωση νευρολογικών ασθενειών όπως η Parkinson.

 

Δημοσιευμένη Έρευνα: https://doi.org/10.1016/j.cub.2022.10.053

 

 

ALS και γλυμφατικό σύστημα

Η Αμυοτροφική Πλευρική Σκλήρυνση (Amyotrophic Lateral Sclerosis) ή ALS αποτελεί μία εκφυλιστική ασθένεια των κινητικών νευρώνων στον εγκέφαλο και τον νωτιαίο μυελό. Σταδιακά, ο εγκέφαλος χάνει την ικανότητα ελέγχου της κίνησης των μυών. Η χειρότερη εξέλιξη αυτής της ασθένειας, οδηγεί στην πλήρη παράλυση του ασθενούς και της μηχανικής υποστήριξης της αναπνοής του ώστε να μπορεί να επιβιώσει. Για να βρεθεί θεραπεία για αυτήν την ασθένεια, το 2014 υπήρξε ευαισθητοποίηση του κοινού μέσω μιας δράσης που ονομάστηκε “ALS Ice Bucket Challenge” και ίσως να την θυμάστε, όταν για αυτόν τον λόγο, στα κοινωνικά δίκτυα, διάσημοι και μη, λούζονταν με κουβάδες παγωμένου νερού.

Σε αυτές τις νευροεκφυλιστικές ασθένειες (ALS, Parkinson, Alzheimer, πολλαπλή σκλήρυνση, κ.α.), διάφορες τοξικές πρωτεΐνες – «απόβλητα» (ένα παράδειγμα τέτοιας πρωτεΐνης, είναι η TDP-43) συσσωρεύονται στον εγκέφαλο με το πέρασμα των χρόνων. Το «καθάρισμα» των «αποβλήτων» αυτών, αναλαμβάνει το γλυμφατικό σύστημα, η καλή λειτουργία του οποίου, συνεισφέρει στην αποτροπή αυτών των ασθενειών. Πρόκειται για ένα εγκεφαλικό «υδραυλικό» σύστημα που λειτουργεί κυρίως όταν κοιμόμαστε και για αυτό, αρκετές έρευνες συνδέουν τον καλό και ποιοτικό ύπνο ως ανασταλτικό παράγοντα για την εκδήλωση ασθενειών όπως οι προαναφερθείσες.

 

Σε έρευνα που δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό Translational Neurodegeneration στις 15/3, εξετάστηκε η επίδραση της πρωτεΐνης TDP-43 σε ποντίκια. Κάποια ποντίκια υπέστησαν γενετική τροποποίηση ώστε να παράγουν την πρωτεΐνη TDP-43 των ανθρώπων. Ταυτόχρονα, έτρωγαν φαγητό με ουσία που ανέστειλε τη δράση της TDP-43. Σε αυτήν την περίπτωση, τα ποντίκια γερνούσαν χωρίς να παρουσιάσουν ALS. Όταν έτρωγαν κανονικό φαγητό, τότε γινόταν εμφανής η δράση της TDP-43 και τα ποντίκια παρουσίαζαν όλα τα συμπτώματα της ALS. Χρησιμοποιώντας MRI (τομογραφία μαγνητικού συντονισμού), οι ερευνητές μπορούσαν να δουν τις συνέπειες του αναποτελεσματικού «καθαρισμού» της TDP-43 από το γλυμφατικό σύστημα, μόλις 3 βδομάδες από την έναρξη της δράσης της. Τα ευρήματα της έρευνας αυτής, ανοίγουν το δρόμο για την αναζήτηση θεραπείας της ALS μέσω του γλυμφατικού συστήματος.

 

Στην ενίσχυση της δράσης του γλυμφατικού συστήματος «καθαρισμού» στον άνθρωπο, συνεισφέρει ο καλός ύπνος (και μάλιστα φαίνεται ότι ευνοείται ο ύπνος «στο πλάι» αντί ανάσκελα ή μπρούμυτα, κάτι που έχει διαπιστωθεί αλλά δεν έχει εξηγηθεί πλήρως, όμως εκτιμάται ότι έχει να κάνει με την επίδραση της βαρύτητας και τη συμπίεση συγκεκριμένων ιστών στον εγκέφαλο), η άσκηση, η διατροφή με Ω3 λιπαρά και η μετριασμένη ποσότητα αλκοόλ.

 

Δημοσιευμένη Έρευνα: https://translationalneurodegeneration.biomedcentral.com/...

Έρευνα που συνδέει την άσκηση με την καλή λειτουργία του γλυμφατικού συστήματος: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28579942/

 

Έρευνα που συνδέει την κατανάλωση Ω3 με την καλή λειτουργία του γλυμφατικού συστήματος: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27789520/

 

Έρευνα που συνδέει τη μετριασμένη κατανάλωση αλκοόλ με την καλή λειτουργία του γλυμφατικού συστήματος: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29396480/

 

Εικόνα: Εκδήλωση προβληματικού καθαρισμού της πρωτεΐνης TDP-43 από τον εγκέφαλο ποντικών. (Βλέπε: https://translationalneurodegeneration.biomedcentral.com/...)

 

 

Ταχύτερη και φθηνότερη διάγνωση κινητικών προβλημάτων με τη βοήθεια νευρωνικών δικτύων

Η διάγνωση και λεπτομερής μελέτη των κινητικών προβλημάτων και δυσλειτουργιών σε ασθενείς που έχουν υποστεί εγκεφαλική παράλυση, εγκεφαλικό, έχουν Parkinson ή άλλες εκφυλιστικές ασθένειες, είναι εφικτή με τη μελέτη εικόνων από εξειδικευμένες κάμερες που παρακολουθούν διάφορες λεπτομέρειες στη βάδιση των ασθενών και στη συνέχεια εξετάζονται στιγμιότυπα από ομάδα γιατρών. Το πρόβλημα με αυτά τα εργαλεία αλλά και τη διαδικασία συνολικά, είναι η πολυπλοκότητά τους και το συνεπαγόμενο κόστος που παραμένει απαγορευτικό ως σήμερα.

Ωστόσο, σε δημοσίευση που έγινε στο Nature, τον Αύγουστο, ερευνητές από το Stanford και τη Minnesota, απλοποίησαν πάρα πολύ την παραπάνω διαδικασία, χρησιμοποιώντας Νευρωνικά Δίκτυα (θα τα συναντήσετε και με τους όρους «Στενή» Τεχνητή Νοημοσύνη ή βαθιά μηχανική μάθηση ή βαθιά νευρωνικά δίκτυα) για την ανάλυση ανάλογων βίντεο που είχαν ληφθεί με μια απλή κάμερα. Με αυτόν τον τρόπο, η αναλυτική μελέτη των νευρολογικών και μυοσκελετικών διαταραχών των παραπάνω ασθενών όπως και η συνεπαγόμενη θεραπεία, θα αποτελέσουν κάτι προσιτό σε όλους. Εφόσον το νευρωνικό δίκτυο τροφοδοτηθεί με αρκετά δεδομένα, μπορεί να είναι αποτελεσματικό με απλό και φθηνό τρόπο, σε σχέση με την παλαιότερη διαδικασία.

Ο αλγόριθμος που χρησιμοποιείται στο νευρωνικό δίκτυο, καθώς αναλύει το βίντεο με τη βάδιση του ασθενούς, μπορεί να εκτιμήσει την κίνηση σημείων όπως τα γόνατα, τους γοφούς, τους αστραγάλους κ.α. και να βγάλει συμπέρασμα για την απόκλιση από μια φυσιολογική βάδιση.

Δημοσιευμένη Έρευνα: https://www.nature.com/articles/s41467-020-17807-z

Φωτογραφία: Stanford Neuromuscular Biomechanics Lab

Περισσότερα: https://hai.stanford.edu/welcome και http://gaitlab.stanford.edu/