Creierul are un buton care ne împinge spre somn. Cercetătorii au descoperit ce îl activează
Nevoia de somn ar fi controlată de două grupuri distincte de neuroni din creier. Descoperirea aparține unei echipe de cercetători de la Universitatea din Basel, Elveția, conform ANSA. Studiul a fost realizat pe șoareci, în mai multe condiții diferite. Cercetătorii au monitorizat activitatea cerebrală în cicluri normale de somn și veghe. Au fost analizate și perioade de privare de somn, urmate de somn de recuperare. Studiul a identificat zone cerebrale care reflectă timpul petrecut în stare de veghe. În trunchiul encefalic au fost identificate două populații neuronale relevante. Prima folosește neurotransmițătorul serotonină, iar a doua, acidul gamma-aminobutiric (GABA). Activitatea ambelor populații creștea odată cu prelungirea perioadei de veghe. Aceasta scădea, ulterior, imediat după adormire. A fost identificat în creier „motorul somnului”. Ce au descoperit cercetătorii Șoarecii au dormit mai puțin și au rămas vigilenți mai mult timp. Inhibarea pe termen lung a redus nevoia de somn cu 70%. Fenomenul nu a fost însoțit de tulburările comportamentale tipice privării de somn. Practic, când cercetătorii au activat artificial cei doi „butoni” din creier, șoarecii au adormit mai repede și au dormit mai profund. Când i-au oprit, șoarecii au rămas treji mai mult și au dormit mult mai puțin, dar, surprinzător, fără efectele negative obișnuite ale lipsei de somn. Descoperirea ar putea contribui, în viitor, la înțelegerea mai bună a tulburărilor din acest domeniu. Cercetătorii speră ca rezultatele să deschidă noi direcții de studiu pentru terapii viitoare.
Anestezia cu ketamină produce schimbări surprinzătoare în creier. Efectul apare doar la femele, într-un studiu pe șoareci
Studiul, publicat în revista Science Advances, arată că efectele ketaminei asupra creierului sunt mai complexe decât se credea. Cercetătorii au urmărit activitatea cerebrală a șoarecilor după administrarea anestezicului și au observat modificări importante la nivelul microgliei, principalele celule imunitare ale sistemului nervos, scrie Science Alert. La aproximativ o oră după administrarea ketaminei, microglia a început să intre într-un contact mai strâns cu neuronii la femele. Aceste celule, care au numeroase prelungiri asemănătoare unor brațe, au interacționat mai intens cu neuronii, favorizând formarea de noi sinapse. Sinapsele sunt conexiunile prin care neuronii transmit semnale chimice și electrice. Creșterea numărului acestora este asociată cu neuroplasticitatea, capacitatea creierului de a se modifica și adapta. Cercetătorii estimează că procesul de remodelare cerebrală poate continua în perioada de recuperare după anestezie, care poate dura până la 48 de ore. Anestezia cu ketamină activează un mecanism hormonal diferit la femele Pentru a înțelege mecanismul din spatele efectului, cercetătorii au analizat aproape 37.000 de celule cerebrale și modificările activității a aproximativ 2.000 de gene. Analiza a indicat un rol important al corticosteronului, hormonul de stres produs în principal de glandele suprarenale la șoareci. În timpul recuperării după anestezie, nivelul acestui hormon crește. La femele, corticosteronul activează în microglie gena Fkbp5, care produce proteina FKBP51. Aceasta pare să determine microglia să interacționeze mai intens cu neuronii și să contribuie astfel la modificarea conexiunilor dintre celulele nervoase. Ipoteza a fost susținută și prin experimente suplimentare. Atunci când cercetătorii au îndepărtat glandele suprarenale ale șoarecilor, răspunsul microgliei la ketamină a fost redus. Administrarea ulterioară de corticosteron a restabilit efectul. Anestezia cu ketamină are efecte diferite în funcție de sex Unul dintre cele mai importante rezultate ale cercetării este diferența dintre femele și masculi. Plasticitatea cerebrală observată după administrarea ketaminei nu a fost identificată la șoarecii masculi. Cercetătorii nu știu deocamdată dacă masculii au un mecanism diferit de remodelare cerebrală sau dacă răspunsul lor apare mai târziu. Hormonii sexuali par să contribuie la fenomen, însă nu explică în totalitate diferența. Rezultatele sunt importante și pentru cercetările privind utilizarea ketaminei în tratamentul depresiei. Plasticitatea cerebrală poate avea efecte benefice, dar modificările excesive sau insuficiente ale conexiunilor neuronale pot fi asociate și cu tulburări neuropsihiatrice. Un studiu anterior pe șoareci a indicat, de asemenea, că anestezia cu ketamină poate induce trăsături asociate anxietății, efect observat tot la femele. Cercetătorii subliniază că rezultatele provin din experimente pe șoareci și nu demonstrează că același mecanism apare la oameni. Sunt necesare studii suplimentare pentru a determina dacă există diferențe similare între femei și bărbați și dacă acestea pot influența efectele terapeutice sau reacțiile adverse ale ketaminei. „Este important să știm cum diferă efectele medicamentelor între bărbați și femei pentru a putea oferi cel mai bun tratament”, a explicat Sandra Siegert, cercetătoare la Institute of Science and Technology Austria și coordonatoare a studiului.
Neuronii s-au conectat la cip: primul computer viu din lume schimbă regulile jocului
Ceea ce părea până de curând o premisă de film SF devine realitate științifică. Cortical Labs, un startup australian aflat la granița dintre neuroștiință și tehnologie, a creat CL-1, un sistem hibrid care combină neuroni umani reali cu un cip de siliciu. Practic, avem de-a face cu primul „computer viu”, o platformă care nu mai simulează gândirea, ci funcționează pe baza unor celule cerebrale autentice. Această descoperire pune sub semnul întrebării limitele inteligenței artificiale și ale conștiinței. Într-o lume în care computerele ne influențează viața în fiecare clipă, CL-1 vine cu o întrebare tulburătoare: ce se întâmplă când creierul uman devine parte integrantă a unei mașini? În centrul sistemului CL-1 se află aproximativ 800.000 de neuroni umani cultivați în laborator și integrați direct pe un cip de siliciu. Acest ansamblu nu doar că procesează informație, dar învață, reacționează la stimuli și își modifică comportamentul în funcție de experiență. Spre deosebire de computerele tradiționale, care operează pe bază de coduri și algoritmi, CL-1 are o componentă biologică autentică, care imită învățarea naturală. Totul a început cu un experiment numit DishBrain, în 2022, care a demonstrat că neuronii pot învăța să joace Pong, un joc video simplu din anii ’70. Observând câștigul sau pierderea punctelor, neuronii își modificau acțiunile pentru a obține rezultate mai bune. Nu este vorba de conștiință, ci de o formă de învățare primitivă, dar funcțională – un pas uriaș pentru un sistem care nu are o „minte” propriu-zisă. Această capacitate de învățare a inspirat echipa Cortical Labs să meargă mai departe. Cu CL-1, ei au creat o platformă care poate deveni revoluționară în testarea medicamentelor, mai ales pentru bolile neurologice. În loc să folosești animale sau simulări imperfecte, ai acum o „mini-creier” uman funcțional, care reacționează în timp real la substanțe și stimuli. O alternativă la testarea pe animale și un pas spre medicina personalizată Unul dintre cele mai promițătoare scopuri ale acestui computer biologic este înlocuirea testării pe animale. Azi, mai mult de 90% dintre medicamentele testate pe animale eșuează în studiile clinice pe oameni. Cu CL-1, cercetătorii pot observa direct cum reacționează țesutul cerebral uman la diverse substanțe, într-un mod etic și mai precis. Această abordare ar putea revoluționa tratamentul tulburărilor neurologice și psihiatrice, precum Alzheimer, Parkinson sau depresia majoră. Se deschide astfel calea spre o medicină cu adevărat personalizată, unde tratamentele sunt testate pe „mini-creiere” modelate după celulele pacientului, nu pe șoareci sau culturi celulare artificiale. Totuși, această tehnologie vine și cu dileme etice uriașe. Deocamdată, cercetătorii susțin că neuronii din CL-1 nu dezvoltă conștiință sau emoții. Ei reacționează mecanic la stimuli, fără să „știe” ce fac. Dar ce se va întâmpla când astfel de sisteme vor deveni mai complexe, mai autonome și poate chiar capabile să rețină informații? Este linia roșie etică una fixă sau se va schimba odată cu progresul tehnologic? Inteligență biologică sintetică: între fascinație și neliniște Cortical Labs numește această inovație „inteligență biologică sintetică” – o formă de AI creată din materie vie. Spre deosebire de algoritmii tradiționali, această inteligență are un comportament mai „uman”, tocmai pentru că funcționează pe baza acelorași celule care ne alcătuiesc creierul. Avantajul este o adaptabilitate extraordinară. Însă dezavantajul este că devine tot mai greu de trasat o linie clară între o mașină care doar simulează viața și una care începe să „trăiască”. Viitorul informaticii pare să se îndrepte spre un teren hibrid, în care biologia și tehnologia nu mai pot fi separate. Dacă în trecut calculatorul era o unealtă rece și predictibilă, CL-1 anunță era unei informatici organice, fluide și imprevizibile. Nu este exclus ca următoarea generație de AI să nu fie una pur digitală, ci una vie. Pentru moment, CL-1 este o platformă de cercetare. Dar implicațiile sale sunt uriașe, de la neuroștiință și medicină până la filozofie și bioetică. Ce înseamnă să fii conștient? Ce definește o entitate vie? Și mai ales: suntem pregătiți să interacționăm cu mașini care ne înțeleg nu pentru că au fost programate, ci pentru că au învățat? Cursa a început, iar miza nu mai este doar performanța digitală, ci redefinirea noțiunii de inteligență. Iar în această cursă, neuronii – nu doar codul – sunt deja la conducere.