Hjärnan berättar vad vi ska göra, hur vi ska agera, vad vi ska tänka och vad vi ska säga. Den minns till och med ansiktet på främlingar på gatan och lindar dem i våra bekymmer, plockar en partihatt på dem och kastar in några onda känguruer och skapar ett konstigt scenario för att underhålla oss medan vi sover. Vi är beroende av detta organ för att leva och lära oss, men mycket om detta organ är fortfarande lika mystiskt för oss som insidan av ett svart hål. Varje år lär nya upptäckter oss mer om detta underbara organ. Årets upptäckter inkluderar en underlig förmåga hos hjärnan att skydda sig från idén om döden, hur ensamma antarktiska expeditioner kan krympa hjärnan och hur hjärnan fortfarande fungerar när hälften av den saknas. Dyk så in för att lära dig några av 2019: s största hjärnupptäckter.
Arg drömmar
Människor kan uppleva många känslor medan de sover, till och med ilska. Forskare upptäckte att genom att analysera hjärnaktivitet kunde de berätta om en person hade arga drömmar eller inte. Teamet undersökte hjärnregioner kända som "frontala lober", som hjälper till att kontrollera uttryck av känslor och hjälpa till att lösa problem. Asymmetrisk aktivitet i hjärnans frontala lober under och före sömnen kan indikera att en person hade arga drömmar, enligt resultaten.
När vi kopplar av släpper hjärnan alfa-hjärnvågor som svänger mellan 8 hertz och 12 hertz. Om det finns ett missförhållande i alfainaktiviteten - ju mer alfahjärnvågor som släpps, desto mindre är den delen av hjärnan som fungerar - mellan de två frontala loberna, vilket indikerar att personen försöker kontrollera sin ilska. Efter att ha analyserat dessa hjärnvågor hos 17 deltagare som tillbringade två nätter (en veckas mellanrum) i ett sömnlaboratorium, fann teamet att något liknande händer i hjärnan medan personen sover. Personer med större alfa-asymmetri under sömnen rapporterade att ha mer arga drömmar.
Lonely Antarctic expeditions
Människor - till och med introverta - är sociala varelser, och ensamhet kan ta en avgift på hjärnan. En studie fann att nio upptäcktsresande som tillbringade mer än ett år i Antarktis tomhet lämnade sig med något mindre hjärnor. En grupp forskare jämförde hjärnskanningar av utforskarnas hjärnor som de tog innan de åkte till den snabba kontinenten och efter att de återvände till samhället. De fann att delar av hjärnan, till exempel hippocampus - en hjärnregion involverad i lärande och minne - hade mindre volym efter att utforskarna återvände, rapporterade teamet tidigare denna månad.
Dessutom hade utforskarna minskade nivåer av ett protein som kallas hjärnan härledd neurotrofisk faktor (BDNF), vilket stödjer tillväxten och överlevnaden av nya neuroner och är nödvändigt för att skapa nya anslutningar i hjärnan. Nu försöker forskare ta reda på sätt - till exempel träningsrutiner eller virtuell verklighet - för att förhindra hjärnkrympning när människor befinner sig i så ensamma, ostimulerande inställningar.
Glödlampor saknas
Det skulle vara förbryllande om en person kunde plocka upp ett äpple utan att använda sin hand. På liknande sätt upptäckte en grupp forskare en liten del av människor som kan lukta, även om de saknar en kritisk hjärnregion som behövs för att kunna lukta. Luktlökarna sitter framför hjärnan och bearbetar information om lukt från näsan. Forskare upptäckte detta av en slump när de undersökte hjärnskanningarna hos en 29-årig kvinna som luktade normalt och såg att hon saknade sina luktlökar. Senare hittade de ett par andra kvinnor som också saknade sina luktlökar men hävdade att de kunde lukta. De utförde hjärnskanning och luktprov på dessa kvinnor, och deras historia checkades faktiskt ut.
Forskarna vet inte exakt vad som ledde till denna magiska luktförmåga, men de tror att en annan del av hjärnan kunde ha tagit på sig de luktande glödlamporna och visade hjärnans stora förmåga att omväxla sig själv. Ett annat alternativ är att vi har fel och att du inte behöver luktlökar för att kunna diskriminera och identifiera lukt - vilket innebär att dessa strukturer kan vara ansvariga för något annat.
Magnetiskt fält
Vissa djur använder det osynliga magnetfältet som sveper runt vår planet som ett naturligt navigationssystem. Det visar sig att vissa människor kanske också kan känna vår planet magnetiska fält, men det är inte klart varför. I en studie som publicerades i mars skannade en grupp forskare hjärnorna hos 34 personer som fick höra att sitta i en mörk testkammare med ett konstgjort magnetfält. Hjärnanalys visade att fyra av de 34 deltagarna visade en stark reaktion på en förskjutning av magnetfältet från nordost till nordväst - men inte tvärtom.
Dessa fyra individer visade en minskning av en hjärnvåg som indikerade att hjärnan tog upp en signal, troligen en magnetisk. Det är inte klart varför vissa människor visade ett svar på magnetfältet, medan andra inte gjorde det, och det är inte heller klart hur hjärnan upptäckte sådana signaler. Men tidigare forskning har funnit att den mänskliga hjärnan innehåller massor av små magnetiska partiklar, som kan ha något att göra med det, enligt forskarna.
Idén om döden
Döden är ett naturligt fenomen som liv och kärlek. Men våra hjärnor skyddar oss från idén om vår egen bortgång, vilket gör att vi inte kan förstå idén att vi en dag kommer att gå med andra i evig sömn, enligt en ny studie. Hjärnan använder ständigt gammal information för att förutsäga vad som kommer att hända i liknande scenarier i framtiden - så hjärnan borde kunna förutsäga att du också kommer att dö en dag.
Men som det visar sig, bryter något med idén om vår egen död denna mekanism i hjärnan. En grupp forskare räknade ut detta genom att observera hur hjärnorna från 24 personer svarade när deras ansikten visades bredvid ord relaterade till döden. Mätningar av hjärnaktivitet visade att hjärnans prediktionsmekanism bröt ner när det kom till idén om personens egen död. Det är oklart varför detta händer, men enligt teoretiker skulle en alltför skarp medvetenhet om sin egen dödlighet minska sannolikheten för att personen skulle vilja skapa, eftersom rädsla skulle förhindra dem från att ta de risker som måste tas för att hitta en kompis .
Spolvätsktvätt
Forskare har visat länge att hjärnaktiviteten är mycket rytmisk när vi sover och producerar böljande vågor av neuronaktivitet. Men för första gången i år hittade forskare något annat som är en del av den rytmiska cykeln: cerebrospinalvätska. Denna vätska omger och skyddar hjärnan och ryggmärgen hela tiden, och tidigare forskning har antytt att den också rensar hjärnan från giftiga proteiner medan vi sover.
En grupp forskare skannade hjärnan hos 13 sovande deltagare med hjälp av en MRI-maskin (magnetisk resonansavbildning) och fann att cerebrospinalvätska verkligen rinner in i den sovande hjärnan i ett ganska rytmiskt flöde; hjärnaktiviteten avtar, sedan strömmar blod ut ur hjärnan och cerebrospinalvätskan flyter in. I själva verket är detta flöde så förutsägbart och konstant att det är möjligt att se om en person sover eller är vaken, bara genom att titta på sin cerebrospinalvätska. Resultaten kan ge insikt i hjärnrelaterade åldrande problem.
Hjärnhalvan saknas
Hjärnan har en anmärkningsvärd förmåga att förändras och anpassa sig, vilket visas i en liten grupp människor som hade hälften av sina hjärnor tagits bort som barn för att minska epileptiska anfall. Trots att de saknade en hel halva av sina hjärnor fungerade de helt fint eftersom den återstående hälften stärktes, enligt en ny studie. Teamet analyserade hjärnorna från sex vuxna i 20- och 30-talen som hade hälften av sina hjärnor borttagna när de var mellan 3 månader och 11 år gamla och jämförde dem med andra vars hjärnor var intakta.
Hjärnskanningar visade att bland patienter med bara en hjärnhalvkula fungerade hjärnregioner involverade i samma nätverk (som syn) lika bra som de gjorde i de vars hjärnor var intakta. De fann också att anslutningen mellan delar av olika hjärnanätverk var starkare hos patienter som fick en halvkula bort, vilket antyder att hjärnan kan kompensera för förlusten av en stor del av sig själv.
Lära sig språk
Din hjärna behöver lagring som motsvarar vad som finns på en diskett för att behärska ditt modersmål, enligt en studie publicerad i mars. En genomsnittlig engelsktalande vuxen kommer troligen att behöva lära sig om 12,5 miljoner bitar information relaterat till språket, eller 1,5 megabyte lagringsutrymme. (Författarna använde idén om "bitar" som exempel; hjärnan lagrar inte information i bitar eller 0s och 1s.) Men mycket av dessa miljoner bitar språkinformation har mindre att göra med grammatik och syntax än med ordbetydelse. . I bästa fall kommer en vuxen på en enda dag att komma ihåg 1 000 till 2 000 bitar av sitt modersmål, och i värsta fall kommer de att komma ihåg cirka 120 bitar per dag.
Återuppliva döda hjärnor
Forskare återställde hjärncirkulationen och cellaktiviteten i grisarnas hjärnor timmar efter att de dog. Detta radikala experiment utmanade den framstående tanken att hjärnan efter döden genomgår plötslig och irreversibel skada. Men en grupp forskare visade att celldöd inträffar under en längre tid, och i vissa fall till och med kan skjutas upp eller vändas. Forskarna utvecklade ett system för att studera hjärnor postmortem som kallas "BrainEx", där de pumpade ett syntetiskt blodersättare i hjärnans artärer. De pumpade denna lösning i 32 grishjärnor 4 timmar efter att djuren dog och låtde lösningen stanna i hjärnan i 6 timmar. De fann att systemet bevarade hjärncellstrukturen, minskade celldöd och återställd viss cellaktivitet.
Även om forskarna betonade att de inte observerade någon form av aktivitet som indikerade att hjärnan var medveten eller medveten, har resultaten funnit vissa forskare som ifrågasätter vad det innebär att leva. Dessutom genomfördes denna studie på grisar och inte hos människor. (Svinhjärnor liknar dock mänskliga hjärnor än gnagarehjärnor.)
Dold medvetenhet
Vissa patienter som är i koma eller vegetativt tillstånd visar tecken på "dold medvetande", enligt en studie publicerad i juni. Forskarna analyserade hjärnvågorna från mer än 100 patienter som inte svarade efter en hjärnskada. De fann att inom några dagar efter skadan svarade 1 av 7 av patienterna med ett tydligt mönster av hjärnaktivitet, eller "dold medvetande", när de fick höra att röra händerna. Det tyder på att patienterna förstod kommandona men inte kunde röra sig. Ett år senare kunde 44% av patienterna som hade dessa initiala tecken på dold medvetenhet fungera på egen hand i minst 8 timmar om dagen, medan endast 14% av patienterna som inte visade initiala tecken på dold medvetande kunde. Med andra ord, patienter som hade dessa tecken på "dold medvetande" var mer benägna att återhämta sig än patienter utan dessa tecken, enligt forskarna.
