Mozog kontroluje činnosť každého orgánu, umožňuje nám myslieť, cítiť, uvedomovať si samých seba, učiť sa.
Tvorí ho viacero častí, z ktorých každá má svoju špecifickú úlohu a zároveň komunikuje s ostatnými. Takýmto spôsobom je mozog schopný rýchlo a efektívne spracovať obrovské množstvo informácií, ktoré každú sekundu vnímame. V zadnom mozgu sa nachádza štruktúra, ktorej sa v súčasnosti začína venovať čoraz väčšia pozornosť. Ide o mozoček.
Najčastejšie skúmané mozočkové funkcie
Ovláda len motoriku?
Vo výskume dlho prevládal názor, že jedinou funkciou mozočka je koordinácia pohybov. Vďaka nemu sme schopní naučiť sa nové motorické schopnosti a zlepšovať výkon po trénovaní. Sú to práve neuróny tejto štruktúry, ktorých aktivita je narušená po požití alkoholu, pričom ústi do problémov s udržiavaním rovnováhy a motoriky.
Pozorovania pacientov s mozočkovou dysfunkciou však postupne začali poukazovať aj na nemotorické aspekty mozočkových funkcií. Opísané boli napríklad deficity v reči, pamäti či priestorových schopnostiach. Následne sa preukázali anatomické a funkčné spojenia nielen medzi mozočkom a motorickou kôrou, ale aj inými oblasťami mozgovej kôry zodpovednými za riadenie afektívnych a kognitívnych funkcií. Všetky tieto poznatky naznačujú, že tak ako mozoček spolu s motorickými kôrovými oblasťami pomáha riadiť motoriku, podobne môže spolupracovať s inými časťami mozgu pri modulácii nemotorických funkcií. Spôsob, akým sa môže zúčastňovať na týchto procesoch, však ešte nie je dostatočne preskúmaný.
Transkraniálna elektrická stimulácia. Anóda a katóda pripojené k stimulátoru vytvárajú uzavretý elektrický okruh. V závislosti od smeru toku prúdu môžeme hovoriť o anodálnej alebo katodálnej stimulácii. Upravené podľa www.neurocaregroup.com/dc_stimulator.htm
Štúdium funkcií
Jednu z možností štúdia mozočkových funkcií predstavuje využitie neinvazívnej transkraniálnej stimulácie. Transkraniálna stimulácia zahŕňa súbor bezpečných a efektívnych metód, ktorých princípom je modulácia aktivity nervového tkaniva pomocou ultrazvuku, magnetizmu alebo elektrického prúdu. Na oddelení kognitívnej neurovedy sa okrem iného venujeme aj aplikácii transkraniálnej elektrickej stimulácie jednosmerným prúdom na mozoček v snahe objasniť jeho možnú úlohu v procesoch spojených s jazykom. Našich experimentov sa zúčastňujú zdraví dospelí dobrovoľníci, ktorí vykonávajú behaviorálne úlohy zamerané napríklad na lexikálno-sémantické vybavovanie (schopnosť generovať reťaz významovo príbuzných a nepríbuzných slov) a sémantickú predikciu (schopnosť generovať predikcie o význame vety ešte pred jej ukončením). Následne absolvujú transkraniálnu stimuláciu, v rámci ktorej sú na vlasovú časť nad mozočkom a pravé rameno pripevnené stimulačné elektródy (anóda a katóda), medzi ktorými počas 20 minút preteká elektrický prúd s intenzitou 2 mA. Elektrický prúd je v takomto prípade dostatočne silný na to, aby moduloval prebiehajúcu aktivitu neurónov, ale príliš slabý na to, aby vyvolal aktivitu v neurónoch, ktoré sú v danej chvíli v pokojovom neaktívnom stave.
Po ukončení stimulácie probandi zopakujú tie isté behaviorálne úlohy ako pred ňou. Vyhodnotenie experimentu spočíva v porovnaní výkonu pred stimuláciou a po nej. Preukázanie zmeny v pozorovanej funkcii po stimulácii (napr. zrýchlenie či spomalenie v generovaní príbuzných slov) je dôkazom o možnom zapojení mozočka do daného procesu.
Neobjavený potenciál
Presný mechanizmus účinku stimulácie na mozočkové tkanivo ešte nie je známy, preto je nevyhnutné pokračovať vo výskume, a to nielen u ľudí, ale aj na animálnych, in vitro či in vivo modeloch, ktoré môžu objasniť, aké zmeny sa dejú v bunkách počas stimulácie. Humánny výskum má však veľký význam pre potenciálne využitie neurostimulácie v klinickej praxi. Poruchy reči sú častým prejavom rôznych neuropsychiatrických ochorení ako schizofrénia či autizmus. Na úspešnú terapiu týchto porúch je najskôr nevyhnutné čo najlepšie rozumieť, ako sú dané procesy riadené v zdravom mozgu. Výskum, aký prebieha aj na našom oddelení, tak pomáha ozrejmiť, ako sa jednotlivé mozgové oblasti zúčastňujú na koordinácii týchto komplexných funkcií a či je možné modulovať túto aktivitu pomocou neinvazívnych metód, ktoré majú veľký potenciál na využívanie v psychiatrickej praxi.
Mgr. Dominika Besterciová
Ústav normálnej a patologickej fyziológie
Centrum experimentálnej medicíny SAV
Článok vznikol v spolupráci s platformou Mladí vedci SAV.
