소뇌, 대뇌 피질, 자폐증은 서로 얽혀 있습니다.

SDSU Marketing and Communications
소뇌와 대뇌 피질의 특정 영역 사이의 과잉 연결성 또는 과소 연결성은 자폐 스펙트럼 장애가있는 어린이와 관련이 있습니다.
출처 : SDSU 마케팅 및 커뮤니케이션

신경 과학자들은 소뇌와 대뇌 피질 사이의 비정상적인 연결성에 기초한 자폐증에 대한 새로운 표지자를 밝혀냈다. 이 연구는 fMRI 뇌 영상을 이용하여 대뇌 피질과 소뇌 사이의 연결을 최초로 조사한 것입니다.

샌디에고 주립대 (SDSU)의인지 신경 과학자들은 최근 자폐증 스펙트럼 장애 (ASD)를 가진 소아 및 청소년에서 소뇌와 대뇌 피질의 연결이 뇌의 감각 운동 영역에서 과잉 발달한다는 것을 발견했다.

한편, 자폐증을 가진 연구 참가자는 의사 결정, 주의력, 언어와 같은 고차원인지 기능에 관련된 뇌 영역 간의 연결성이 미숙했습니다 .

2015 년 4 월 연구, "자폐증 스펙트럼 장애 아동 및 청소년의 Cerebro-Cerebellar Resting State Functional Connectivity"는 Biological Psychiatry 지에 게재되었습니다.

이 연구의 첫 번째 저자 인 Amanda Khan은 SDSU에서 석사 학위를 받았으며 현재 보스턴의 서퍽 대학 (Susffolk University)에서 박사 과정을 밟고 있습니다. Ralph-Axel Muller (SDSU 심리학자)는이 연구의 해당 저자입니다.

이번 연구에서 연구자들은 자폐증이있는 28 명의 어린이와 청소년이없는 28 명의 어린이에게 fMRI 뇌 영상 기술을 사용하여 어린이의 두뇌를 검사하는 동안 특히 아무 것도 생각하지 않고 초점을 고정시켜달라고 요청했습니다. 이 자발적인 활동을 포착하면 연구자는 각 참가자의 필수 기본 신경 연결 패턴을 연마 할 수있었습니다.

Wikimedia Commons/Life Sciences Database
소총에 빨간색.
출처 : 위키 미디어 커먼즈 / 생명 과학 데이터베이스

전형적으로, 대뇌 피질과 소뇌 사이의 감각 운동 연결은 생후 몇 년 동안 발달한다. 뮐러 (Müller)는 보도 자료에서 "

우리의 연구 결과는 초기의 감각 운동 연결이 자폐아 아동의인지 능력 향상을 희생시키면서 소뇌에서 높게 나타남을 시사한다.

더 높은인지 기능이 온라인에 오기 시작할 무렵에는 많은 연결이 이미 전문화되어 있습니다. 뇌의 특정 부분이 이미 한 영역에서 기능적으로 활성화되어 있다면, 나중에 뇌가 다른 영역으로 전환 할 이유가 없을 수 있습니다.

어린 시절, 미래의 신경 네트워크를위한 기초를 만드는 여러 뇌 영역 사이에 발판이 세워지며 신경 섬유를 통해 제거되거나 강화됩니다. 학습과 기억의 핵심은 가장 효율적으로 함께 작동하는 뇌 영역간에 뇌 연결성을 만드는 "화재 및 전선"원리에 기반합니다.

두뇌는 간소화되기를 원합니다. 소성을 통해 당신의 뇌는 겉으로보기에는 불필요한 네트워크들 사이의 연결 고리를 차단하고보다 견고한 통신 라인을 필요로하는 뇌 영역 간의 연결을 강화합니다.

Public Domain
신경 네트워크는 원격 통신 네트워크와 같습니다.
출처 : 공개 도메인

1890 년 뉴욕시의 일러스트에서 볼 수있는 것과 비슷한 유틸리티 그리드의 오래된 전화선과 같은 소뇌와 대뇌 피질의 내부와 사이의 수십억 개의 신경 연결을 상상할 수 있습니다.

자폐증에서 뇌의 감각 운동 영역들 사이의 연결성의 과다 발달은 신경망을 독점하고 고차원 적 기능을 수행하도록 일반적으로 지정된 연결 배선을 억제하는 것처럼 보인다.

그것은 고차원인지 기능 연결이 뇌의 다른 통신 네트워크의 일부가 될 기회를 가지기 전에 ASD를 가진 아이들의 모든 통신 회선이 감각 운동 연결에 의해 맴돌아지는 것처럼 말입니다.

"소총이하는 일이 무엇이든간에, 그것은 많은 것을하고 있습니다."

전통적으로, 대부분의 신경 과학자들은 소뇌 ( "작은 두뇌"에 대한 라틴어)가 근육 조율과 균형을 감독하는 상대적으로 단순한 일을한다고 생각 해왔다. 전통적으로, 신경 과학자들은 소뇌에 더 높은 집행 기능, 인식, 정신병 또는 정서적 규제를 많이 부여하지 못한다. 운 좋게도, 소뇌의 구식 개념은 빠르게 진화하고 있습니다.

나는 지난 10 년 동안 소뇌의 신비를 밝히기 위해 노력해 왔습니다. 우리 아버지, Richard Bergland는 신경 과학자, 신경 외과의, 그리고 The Fabric of Mind (바이킹)의 저자입니다 . 그는 소뇌에 집착하여이 강박 관념을 내게 전달했습니다.

Viking Adult
출처 : Viking Adult

소뇌는 뇌량의 10 % 에 불과하지만 뇌의 전체 뉴런의 50 % 이상을 보유합니다.

이러한 불균형을 바탕으로 아버지는 항상 "소뇌가하는 일을 정확하게 알지 못하지만, 그것이 무엇이든, 그것을 많이하고 있습니다."

우리 아빠는 소뇌가인지 기능에 역할을 할 수도 있지만 실험실에서이를 증명할 수는 없었다. 그는 20 세기 뇌 영상 기술의 한계에 좌절했지만 비극적으로 오늘날 사용되는 기술의 출현을보기 위해 살지 않았습니다.

아버지가 2007 년에 세상을 떠났을 때, 나는 소뇌에 관한 새로운 연구를 위해 안테나를 유지하고 사후에 소뇌에 관한 그의 신념을 그에게 암송하기를 맹세했다.

내 스마트 폰에 "Google 알리미"가있어 "소뇌"또는 "소뇌"에 대한 업데이트가 인터넷에 게시 될 때마다 특별한 소리로 땡땡이 치게됩니다. 나는 소뇌에 대한 뉴스가 있다는 Google의 경고로 내 전화 소리가 들리면 타액을 불어 넣는 Pavlovian 개와 같습니다.

말할 것도없이, 나는 어제 달에 있었는데, 나는이 새로운 연구에 대한 경고를 받았고 그 곳곳에 침을 흘리고 있었다. 다시 한번 말하지만, 획기적인 SDSU는 fMRI 뇌 영상을 이용하여 대뇌 피질과 소뇌 사이의 연결을 체계적으로 관찰 한 최초의 동물입니다.

빠른 학습과 연결된 신경 활동 감소

흥미롭게도 2015 년 4 월 연구에 따르면 감각 운동 실험에서 가장 빠른 학습자는 실제로 전두엽 피질과 전방 대뇌 피질의 특정 뇌 영역 사이의 신경 활동이 감소한 것으로 나타났습니다.

이 연구는 펜실베니아 대학 (University of Pennsylvania)과 존스 홉킨스 대학 (Johns Hopkins University)의 산타 바바라 (Santa Barbara)의 스콧 그래프 톤 (Scott Grafton) 대학의 캘리포니아 대학 (University of California)의 협력을 포함합니다. 그들의 연구 인 "감각 운동 시스템의 학습 유발 자치"는 Nature Neuroscience 지에 게재되었습니다.

보도 자료에서 그라프 톤 (Grafton)

뇌가 매우 큰 툴킷을 수용하고 있다고 생각하는 것이 유용합니다. 악기 연주와 같이 도전적인 새로운 기술을 배우기 시작하면 두뇌는 음악과 가까운 곳에서 무엇이든 만들려는 절망적 인 시도로 여러 가지 도구를 사용합니다.

시간과 실습을 통해 필요한 도구가 줄어들고 핵심 모터 영역이 대부분의 동작을 지원할 수 있습니다. 우리 실험실 연구에서 보여 주듯이, 일정한 양의 연습을 넘어선, 이러한인지 도구 중 일부는 실제로 추가 학습의 길을 걷고 있습니다.

그라프 톤 (Grafton)과 그의 동료들은 시각적 블록과 모터 블록이 처음 몇 번의 실험에서 많은 연결성을 가졌음을 발견했으나 실험이 진행됨에 따라 본질적으로 자율적으로되었습니다. Grafton은 손가락 움직임을 제어하는 ​​뇌 부분과 시각 자극을 처리하는 부분이 실험이 끝날 때까지 전혀 상호 작용하지 않는다고 설명했습니다.

"이전의 뇌 영상 연구는 대부분 며칠에 걸친 연습을 통해 기술 습득을 보았습니다. 이는 바보입니다."라고 Grafton은 말했습니다. "오후에 바이올린 연주를 배운 사람은 누구인가? 수 주에 걸친 헌신적 인 실천의 효과를 연구함으로써, 우리는 뇌의 관찰 된 변화가 일어나지 않았 음에 대한 통찰력을 얻습니다. 이는 실제 세계에서 달성해야하는 학습의 종류와 유사한 기술 학습에 대한 근본적인 통찰력을 보여줍니다. "

지난 달 나는 하버드 의대 제레미 슈마 만 (Jeremy D. Schmahmann) 교수가 진행 한 연구에 근거하여 "The Cerebellum이 우리의 사고와 감정에 깊이 영향을 미친다"라는 제목의 Psychology Today 블로그 글을 썼다.

슈마 만 (Schmahmann)은 소뇌가 근육 운동을 미세하게 조정하고 조정하는 것처럼 소뇌가 우리의 학습과 사고를 조정하고 조정한다는 근본적인 가설 인 "사고의 장애 (Dysmetria of Thought)"라는 이론을 가지고 있습니다.

내 생각에 신선한 dysmetria라는 생각으로 Dr. Scott Grafton에게 가장 빠른 학습자가 신경 활동을 덜 보이는 이유에서 소뇌가 어떤 역할을한다고 생각하는지 물었습니다. 그는 "크리스토퍼, 나는 소뇌가 우리가 관찰하고있는 네트워크 공동체의 복잡한 변화를 설명 할 수 있다고 생각하지 않는다. 그것은 타고 있지만, 이러한 변화를 주도하고 있다는 분명한 증거는 없습니다. "

최신 소뇌 연구의 모든 점 사이를 연결하려고 할 때, SDSU의 연구 결과가 Grafton의 연구와 어떤 식 으로든 뒤죽박죽이되어 소뇌가 어떻게 타고있는지를 설명하는 데 도움이 될지 궁금합니다.

소뇌는 매우 신비 스럽다. 나는이 모든 연구와 발견이 언젠가 연구자들이 자폐증과 같은 장애에 대한 혁명적 인 치료법을 개발할 수있는 수수께끼를 푸는 일의 일부라고 낙관한다.

결론 : 소뇌의 초 유동성과 긍정적 인 심리학

대부분의 신경 장애와 마찬가지로, -5에서 +5 등급에서 "0의 남쪽"을 취하는 모든 것은 역기능이 아닌 뇌의 연결성과 소성이 최적화 될 때 역으로 "0 북쪽"을 택할 수있는 능력을 가지고 있습니다.

나는 뇌 기능과 인간 잠재력을 극대화하는 것이 뇌의 네 반구 사이의 상호 연결성을 최적화하고 과잉 연결성과 부족 연결성의 해로운 가소성을 완화 할 수있는 방법을 찾는 것에 의해 달성 될 수 있다는 가설을 가지고 있습니다.

아래는 몇 년 전에 내가 초뇌의 대뇌 반구와 소뇌의 양쪽 반구 내의 모든 뇌 영역의 회색과 흰색 물질 사이의 연결성의 동시성을 설명하기 위해 사용하는 용어 인 "초 유동성"에 대한 나의 이론을 설명하는 초보적인 스케치이다 .

Illustration and Photograph by Christopher Bergland c. 2009
"Superfluidity"는 모든 뇌 영역 간의 연결성이 최적화 될 때 만들어집니다.
출처 : 일러스트 레이션 및 사진 Christopher Bergland c. 2009 년

교육 된 추측으로, 4 개의 뇌 반구가 모두 전기, 화학 및 건축 수준에서 완벽한 조화를 이루어 작동 할 때 최적의 뇌 기능이 획득 된 것으로 판단됩니다.

저는 여러분의 두뇌의 각 반구의 각 구석 구석이 동시성으로 함께 일할 때 의식의 최고 상태가 발생한다고 믿습니다. 이것을 "초 유체 성 (superfluidity)"상태라고 부르는 이유는 그것이 생각, 행동 및 감정 사이에서 전혀 마찰이없고, 엔트로피가없고 점도가 제로이기 때문입니다.

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