Gehirnbereiche, die für den menschlichen Zeitsinn kritisch sind, identifiziert
Jetzt haben Forscher des Medical College von Wisconsin in Milwaukee und des Veterans Affairs Medical Center in Albuquerque identifiziert Bereiche im Gehirn, die für die Wahrnehmung des Zeitablaufs verantwortlich sind, um wichtige Alltagsfunktionen auszuführen, weitere Informationen unter: unisci.com
Timing ist alles. Dies kommt zum Tragen, wenn Sie Entscheidungen in Sekundenbruchteilen treffen, z. B. wissen, wann Sie an einer roten Ampel anhalten, einen Ball fangen oder den Rhythmus beim Klavierspielen modulieren müssen.
Jetzt haben Forscher am Medical College von Wisconsin in Milwaukee und am Veterans Affairs Medical Center in Albuquerque identifizierte Bereiche im Gehirn, die für die Wahrnehmung des Zeitablaufs verantwortlich sind, um den kritischen Alltag durchzuführen funktionen.
Ihre Studie ist die erste, die zeigt, dass sich die Basalganglien tief in der Basis des Gehirns befinden und die Parietallappen, die sich auf der Oberfläche der rechten Gehirnhälfte befinden, sind kritische Bereiche für diese Zeitmessung System.
Ihre Ergebnisse werden in der aktuellen Ausgabe von Nature Neuroscience veröffentlicht. Wichtig ist, dass die Studie einen langjährigen und weit verbreiteten Glauben an die wissenschaftliche Gemeinschaft in Frage stellt, dass das Kleinhirn die entscheidende Struktur für die Zeitwahrnehmung darstellt.
"Wir freuen uns, dass unsere Erkenntnisse auch zum besseren Verständnis einiger neurologischer Störungen eingesetzt werden können", sagt Stephen M. Rao, Ph. D., Professor für Neurologie am Medical College und Principal Investigator. "Durch die Identifizierung des Bereichs im Gehirn, der für die Steuerung unseres Zeitgefühls verantwortlich ist, können Wissenschaftler nun die fehlerhafte Zeitwahrnehmung untersuchen, die im Jahr 2004 beobachtet wurde Patienten mit Parkinson-Krankheit und Aufmerksamkeitsdefizit- / Hyperaktivitätsstörung (ADHS), zwei Krankheiten, von denen allgemein angenommen wird, dass sie eine abnormale Funktion im Basalbereich haben Ganglien."
Für die meisten Aspekte des menschlichen Verhaltens ist es entscheidend, genaue Entscheidungen über die Dauer kurzer Zeitintervalle von 300 Millisekunden bis 10 Sekunden zu treffen. Gegenwärtige Theorien über das Timing in kurzen Intervallen gehen von der Existenz eines Zeitnehmersystems im Gehirn aus. Die Identifizierung dieser Gehirnsysteme war jedoch schwer fassbar und umstritten.
Verwendung einer neuartigen funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRT), die die sekundengenaue Veränderung von Hirnaktivität identifizierten die Forscher Regionen im Gehirn, die für diese Zeitmessung entscheidend sind System.
Siebzehn gesunde Freiwillige junger Männer und Frauen wurden aufgenommen, während sie gebeten wurden, die Zeitdauer zwischen den Präsentationen zweier aufeinanderfolgender Töne zu erfassen. Eine Sekunde später wurden zwei weitere Töne präsentiert und die Probanden wurden gebeten, zu beurteilen, ob die Dauer zwischen den Tönen kürzer oder länger als die ersten beiden Töne war.
Um sicherzustellen, dass die mit der Zeitwahrnehmung verbundenen Gehirnsysteme eindeutig identifiziert wurden, wurden zwei Kontrollaufgaben gestellt Es wurden Töne angehört oder ihre Tonhöhe geschätzt, aber keine Urteile über sie abgegeben Dauer.
Mit dieser schnellen Bildgebungstechnik konnten die Forscher nur diese Bereiche des Gehirns isolieren aktiviert während der Präsentation der ersten beiden Töne - wenn die Probanden nur wahrnehmen und sich darum kümmern Zeit. Ihre Ergebnisse zeigten schlüssig, dass die Funktionen der Zeitmessung von den Basalganglien und der rechten Kortikalis bestimmt werden.
Die Ermittler haben aufgrund indirekter Beweise lange vermutet, dass die Basalganglien an der Zeitwahrnehmung beteiligt sein könnten. Die Basalganglien haben Nervenzellen, die hauptsächlich den Neurotransmitter Dopamin enthalten.
Patienten mit Parkinson-Krankheit weisen eine abnormale Dopaminreduktion in den Basalganglien auf und haben häufig Probleme mit der Zeitwahrnehmung. Diese Schwierigkeiten bessern sich teilweise, wenn den Patienten ein Medikament verabreicht wird, das den Dopaminspiegel im Gehirn erhöht.
Eine fehlerhafte Zeitwahrnehmung wurde auch bei Patienten mit Morbus Huntington beobachtet Aufmerksamkeitsdefizit- / Hyperaktivitätsstörung (ADHS), zwei Störungen, von denen allgemein angenommen wird, dass sie eine abnormale Funktion haben innerhalb der Basalganglien. Tierstudien haben auch die Bedeutung von Dopamin bei der Zeitmessung gezeigt.
Forscher der Medizinischen Hochschule am Froedtert-Krankenhaus, einem wichtigen Tochterunternehmen der Medizinischen Hochschule, nutzen dieses neue Verfahren der Bildgebung derzeit, um die Ergebnisse zu verbessern zu verstehen, wie das Gehirn Dopaminersatz-Medikamente und Methylphenidat (Ritalin) in der Lage ist, die Zeitwahrnehmung bei Menschen mit Parkinson und ADHS zu normalisieren, beziehungsweise.
Eine zusätzliche Studie in Zusammenarbeit mit Forschern der Universität von Iowa wird die Zeit untersuchen Wahrnehmung in den frühen Stadien der Huntington-Krankheit vor der Entwicklung der charakteristischen Bewegung Störung.
Die entscheidende Rolle der Parietallappen bei der Zeitmessung wurde zuerst von der Koautorin Deborah L. vorgeschlagen. Harrington, Ph. D., wissenschaftlicher Mitarbeiter, Veterans Affairs Medical Center und außerordentlicher Professor für Neurologie und Psychologie, Universität von New Mexico, Albuquerque, NM. Sie und ihre Kollegen berichteten, dass Schlaganfallpatienten mit einer Schädigung der rechten, aber nicht der linken Gehirnhälfte eine beeinträchtigte Zeitwahrnehmung aufwiesen.
Die Patienten für die Studie wurden aus dem Froedtert Hospital und dem VA Medical Center in Milwaukee gezogen. Darüber hinaus untersuchen die Forscher erwachsene ADHS-Patienten, die seit ihrer Kindheit am Medical College gesehen wurden.
Koautor der Studie mit Dr. Rao und Harrington ist Andrew R. Mayer, M.S., Doktorand, Abteilung für Neurologie, Medical College of Wisconsin.
Die Studie wurde durch Zuschüsse des National Institute of Mental Health und des W.M. Keck-Stiftung an die Medizinische Hochschule, und die Abteilung für Veteranenangelegenheiten und die National Foundation for Functional Brain Imaging des Veterans Affairs Medical Center, Albuquerque. - Von Toranj Marphetia
