10 dingen die we nu leren over het menselijk lichaam

We verwachten veel baanbrekende nieuwe informatie te vinden in de diepten van de oceaan of in de verste uithoeken van de ruimte. We gaan ervan uit dat we goed bekend zijn met het menselijk lichaam. Er zijn echter een heleboel dingen die we nu net over onszelf leren.

10How The Brain categoriseert informatie

Informatie en kennis worden opgeslagen in de hersenen. Dat weten we al heel lang. Maar we weten niet per se hoe het allemaal werkt. Met de komst van hersenscans konden we zien welke delen van de hersenen actief worden wanneer ze worden blootgesteld aan bepaalde stimuli. Dit houdt in dat je ziet wat er gebeurt wanneer we online naar katvideo's kijken of waar elektrische impulsen verschijnen wanneer ons wordt gevraagd een kruiswoordpuzzel af te maken. Maar hoe kennis geregeld is, was een beetje een raadsel totdat één vrouw de namen van dieren vergat.

De patiënt genaamd J.B.R. om haar privacy te beschermen - leed aan herpes simplex encefalitis. Een van de bizarre effecten van de ziekte omvatten semantische categorie-specifieke geheugenproblemen - een mooie manier om te zeggen dat ze de namen van dieren niet langer kon onthouden. Wanneer getest, kon ze slechts 2 van de 48 levende wezens herkennen en benoemen, maar haar kennis van niet-levende dingen bleef intact. Andere patiënten die ook aan dezelfde ziekte leden, hadden een vergelijkbaar categorie-specifiek geheugenverlies, maar de categorieën waren niet altijd hetzelfde. Interessant is dat de meeste van hen meer moeite hadden met levende dingen dan met niet-levende dingen. Anderen vergaten de namen van groenten, planten of insecten, maar konden nog steeds vrachtwagens en aktentassen identificeren.

De kennis van sommige patiënten over een bepaalde categorie was volledig verloren. Toen onderzoekers ze een schets lieten zien, had een patiënt geen idee of er echt zoiets bestond als fantastische, chimere, hybride dieren zoals ijsberen met paardenhoofden.

We hebben nu een beter begrip van hoe de hersenen informatie categoriseren. Het is een beetje als een archiefkast. Vergelijkbare groepen informatie worden opgeslagen in hetzelfde gebied van de hersenen; we hebben categorieën voor voedsel, geografische locaties, dieren en zelfs vrienden en familie. Schade aan de temporale kwab kan een van deze categorieën uitschakelen, maar de anderen intact laten. In sommige gevallen kan ziekte zich door de hersenen verplaatsen en de ene categorie na de andere uitschakelen, waardoor het voor een persoon steeds moeilijker wordt om informatie in een categorie te onthouden. Mensen met semantische dementie verliezen stukjes kennis in specifieke categorieën geleidelijk maar blijven op andere gebieden perfect op de hoogte.

9A Nieuwe laag in het menselijk oog

Artsen en wetenschappers krijgen hier een beetje een gooi in - het is klein en begrijpelijkerwijs gemakkelijk te missen. In 2013 ontdekte een hoogleraar Universiteit van Nottingham nog een laag in het hoornvlies van het menselijk oog. Een ogenschijnlijk onmogelijke dunne laag van slechts 15 micron dik (ter vergelijking: een inch is 25.000 micron en het hoornvlies zelf is slechts 500 micron), het is bevestigd aan de achterkant van het hoornvlies en heet Dua's laag voor de man die het heeft ontdekt, Harminder Dua.

De nieuwe laag, die nu zes bekende lagen in het menselijk hoornvlies maakt, werd ontdekt door onderzoekers die met geschonken ogen werkten. Door kleine luchtbelletjes in het hoornvlies te injecteren, werden de verschillende lagen van de structuur gescheiden en toen het microscopische werk voltooid was, bevestigden ze de aanwezigheid van deze sterke maar dunne laag.

Naast een direct effect op oogoperaties, wordt gedacht dat deze nieuwe laag verschillende chronische oogproblemen verklaart. Cornea-hydrops, die wordt gekenmerkt door een opeenhoping van vocht tussen het hoornvlies en de rest van het oog, wordt nu verondersteld te zijn veroorzaakt door een scheur in de laag van de Dua.

8Waarom hebben hersens rimpels?

Niet alle hersenen zijn gelijk gemaakt. Menselijke hersenen hebben een duidelijk gerimpelde textuur die is gekoppeld aan het bieden van het grotere oppervlak dat nodig is voor de verwerkingskracht die we nodig hebben voor alles wat we elke dag doen. Kleinere zoogdieren, zoals muizen en ratten, hebben soepele hersenen - ze hebben niet de verwerkingskracht nodig die nodig is voor zaken als spraak en het spelen van videogames. Maar we wisten lange tijd niet precies hoe al die rimpels werden gevormd, wat dicteert hoeveel rimpels er zijn en welke vormen ze vormen.

De ruggen en rimpels, genaamd gyri en sulci, vormen op basis van een paar parameters. De groei van de grijze massa van de hersenen en de dikte van die materie bepalen hoe de hersenen zich vormen. Het menselijk brein bevat grijze massa en witte stof en onderzoekers voeren experiment na experiment op vergelijkbare weefsels uit om te proberen een formule te maken waarin ze het uiterlijk van hersenrimpels kunnen dupliceren. Er is een praktische reden waarom het weten hoe rimpels zich vormen helpt bij het behandelen van patiënten die lijden aan aandoeningen waarbij de hersenen zich abnormaal vormen.

Tot nu toe hebben ze ontdekt dat de grijze massa en de witte stof qua stijfheid vergelijkbaar zijn, maar in verschillende snelheden groeien. Factor in de grootte van de hersenen en ze kunnen precies vertellen hoe het eruit zou moeten zien. Hoe groter de hersenen, hoe groter het proportionele verschil tussen de groeisnelheden. Naarmate de grijze massa groter wordt, beginnen de hersenen, vastgehouden door de witte stof, te knikken en vormen richels die op hun beurt meer oppervlaktegebied verschaffen. De hersenen werken ook binnen bepaalde beperkingen, zoals ervoor zorgen dat bepaalde gebieden verbonden blijven.

7Gut Bacteriën

Als je televisie kijkt, is de kans groot dat je reclame voor yoghurt hebt gezien die reclame maakt voor de aanwezigheid van goede bacteriën. Het idee dat bacteriën goed kunnen zijn is nogal vreemd, en het blijkt dat ons lichaam letterlijk vol zit met virussen die ook goed zijn.

Onderzoekers van het Radbound University Medical Center hebben eindelijk gevonden wat waarschijnlijk de meest voorkomende virussen in het lichaam is, en ze hebben het crAssphage genoemd - om redenen die walgelijk helder zijn.

Het bestuderen van de verschillende soorten micro-organismen die in het spijsverteringskanaal van een persoon leven, vormt een tamelijk uniek probleem. De meeste organismen groeien niet in een laboratoriumomgeving, omdat ze er nogal specifiek zijn om in mensen te leven. Dus dat betekent een nogal tweedehands bron-ontlasting monsters. Onderzoekers hebben de taak peukenmonsters te breken tot in hun meest elementaire componenten en vervolgens de DNA-sequenties opnieuw te bouwen om een ​​compleet beeld te krijgen van wat er gaande is in het spijsverteringsproces. Zodra het DNA weer in elkaar is gezet, is er de gigantische taak om uit te zoeken wat bij welk organisme hoort - een lang, moeizaam proces dat uiteindelijk leidde tot de ontdekking van crAssphage. Technisch gezien komt de naam vermoedelijk uit het proces dat het virus heeft opgebouwd: cross-assembly.

Dus wat doen crAssphages? We weten het niet helemaal zeker, maar dezelfde onderzoekers die het ontdekten, denken dat het iets te maken heeft met de bacteriën die de materie in de maag afbreken. Verder dan dat, weten we het niet zeker, maar ze vonden ook dat ongeveer 75 procent van de DNA-sequenties die ze in hun kakmonsters vonden, niet als een bekend organisme geclassificeerd kon worden.

6De herontdekking van een deel van de hersenen

Dit is een soort van een ontdekking en een herontdekking op hetzelfde moment. Toen onderzoekers van het Instituut voor Leren en Hersenwetenschappen van de Universiteit van Washington een vreemde vezelbundel vonden in de MRI-scans van elk menselijk brein dat werd onderzocht, waren ze een beetje overrompeld. Het stond heel duidelijk op de scans, maar het was niet in schoolboeken, atlassen of medische literatuur. Ze dachten oorspronkelijk dat ze misschien iets nieuws hadden gevonden tot ze een beetje graven.

Om de zoveel tijd zou de vermelding van die specifieke zenuwbundel in teksten verschijnen. Al met al werd het over het hoofd gezien en genegeerd en onderzoekers waren in staat om de wortels van de vreemde geschiedenis terug te voeren tot aan een wetenschappelijk geruzie.

Theodor Meynert, een neuropatholoog die in de 19e eeuw studeerde, publiceerde een aanzienlijke hoeveelheid werk dat stelt dat zenuwbundels in de hersenen horizontaal lopen. Het probleem kwam toen zijn student, Carl Wernicke, dezelfde bundel ontdekte die de onderzoekers van de Universiteit van Washington hadden gevonden - een bundel die verticaal in de hersenen liep. Meynert ontkende het bestaan ​​van de bundel en weigerde er iets over te publiceren omdat het inging tegen alles wat hij al over het onderwerp had geschreven.

Het weglaten betekende dat de bundel vezels gedurende meer dan een eeuw gedeeltelijk onontdekt was. Nu is gebleken dat de vezels van cruciaal belang zijn voor het vermogen van de hersenen om visuele informatie te verwerken en het "wat" deel van de informatie te scheiden van de directionele en ruimtelijke informatie.

5 Hoe ouder iemand wordt, hoe erger zij ruiken

Lichaamsgeur - niemand vindt het leuk. Het blijkt dat lichaamsgeur een uniek gepersonaliseerd ding is. Wat voor soort lichaamsgeur elke individuele persoon heeft, wordt bepaald door een combinatie van een bepaald gebied van hun genetische samenstelling genaamd het belangrijkste histocompatibiliteitscomplex en, enigszins, door wat ze eten. De basissamenstelling van iemands lichaamsgeur blijft echter hetzelfde en er is gesuggereerd dat een van de redenen ervoor is om ons te helpen een genetisch geschikte partner te kiezen. Verandering in lichaamsgeur is ook in verband gebracht met de ontwikkeling van bepaalde kankers en virale ziekten.

Maar die lichaamsgeur vingerafdruk is niet het enige rare wat we nu ontdekken over lichaamsgeur. We komen er ook achter dat er echt iets is met het idee dat hoe ouder iemand wordt, hoe slechter ze ruiken. Een stof genaamd 2-Nonenal is nu geïdentificeerd als de reden waarom sommige mensen een vettig vieze geur over hen hebben. De stof is alleen gevonden bij mensen ouder dan 40 en, hoe ouder je wordt, hoe meer van de stof die je lichaam produceert. Zweet zelf is vrijwel geurloos, maar de bacteriën die reageren met zweet produceren de geur. Maar de gestage toename van 2-Nonenal in het lichaam bevestigt dat ouderen wetenschappelijk een rare geur hebben.

4Het nieuwe knie-ligament

Knieblessures komen redelijk vaak voor, maar ondanks al het werk dat is gedaan om te achterhalen hoe de delicate en ingewikkelde interne structuur van de knie te reconstrueren en te repareren, zijn sommige van de fijnere punten vreemd ongrijpbaar gebleven. In 2013 hebben twee Belgische kniespecialisten gekeken naar het probleem van defecte ACL-operaties. Ondanks patiënten die een operatie kregen om ACL-problemen te corrigeren, lijden velen nog steeds aan uitglijdende gewrichten en chirurgen wisten niet helemaal zeker waarom het zo gecompliceerd was.

Nu hebben ze ontdekt dat de typische ACL-operatie niet het hele probleem repareerde - ze hadden een ligament gemist. Het recent waargenomen anterolaterale ligament (ALL) bleek een van de ligamenten te zijn die typisch scheurt tijdens verwonding. Het was niet bekend, dus chirurgen wilden het niet repareren, waardoor de nog steeds verzwakte knie zelfs na een operatie gemakkelijk kon verschuiven.

De aanwezigheid van het ligament werd voor het eerst genoemd door een Franse chirurg in een tekst uit 1879, maar het duurde tot 2013 tot het daadwerkelijk gevonden werd. Belgische chirurgen bevestigden haar aanwezigheid in alle gevallen, behalve één van de 41 knieën die voor het onderzoek waren gedocumenteerd, en legden uit waarom tot 20 procent van de mensen met knieblessures nooit volledig herstellen. Terwijl sommige artsen en chirurgen zeggen dat het nieuwe ligament duidelijk een medische doorbraak is, zijn anderen minder onder de indruk.

3 Delen van de lichaamstijd anders en onze hersenen kunnen ons overleven

Een van de eerste dingen die we over onszelf te weten komen is hoe oud we zijn, maar het blijkt dat we technisch ongelijk hebben. Volgens onderzoek aan de Universiteit van Californië zijn verschillende delen van ons lichaam in verschillende snelheden verouderd. En we praten niet alleen over kleine verschillen. Sommige weefsels kunnen jaren ouder lijken dan de rest van het lichaam of de leeftijd waarop de kalender zegt dat we zijn.Vrouwelijk borstweefsel, bijvoorbeeld, verschijnt meestal ongeveer drie jaar ouder dan we denken dat het zou moeten zijn; dat wordt nu verondersteld een reden te zijn waarom borstkanker zo veel voorkomt.

De verschillende patronen van veroudering werden ontdekt toen onderzoekers verschillende lichaamsweefsels bekeken door de lens van methylatiepatronen. Methyleringspatronen verwijzen naar de verschillende chemische groepen binnen een weefsel; hoe meer gemethyleerd een weefsel is, hoe ouder het is. Kankerweefsels kunnen tot 36 jaar ouder lijken dan onze kalenderleeftijd.

Omdat de wetenschap altijd een stap verder moet gaan, wordt nu gesuggereerd dat onze hersenen ons eigenlijk kunnen overleven. Onderzoekers van de universiteit van Pavia in Italië werken aan het verlengen van de menselijke levensduur. Maar cruciaal daarbij is of mensen hun kwaliteit van leven kunnen behouden als ze langer leven. Ze denken dat het antwoord misschien wel ja is.

Voor hun onderzoek namen ze neuronen van muizen en implanteerden ze in rattenfoetussen. Ratten hebben meestal twee keer de levensduur van muizen, waardoor wetenschappers kunnen zien hoe lang de muizenneuronen in staat waren te leven zonder de fysieke beperkingen van het muizenlichaam. Zodra de ratten stierven, werden hun hersenen onderzocht; de muizenneuronen waren levend en wel en functioneerden goed, wat de onderzoekers suggereert dat het ons lichaam is dat het probleem is, niet ons brein.

2Onze lichamen over meditatie

Het idee van bedachtzame meditatie als een manier om te ontspannen bestaat al eeuwen. Het is pas relatief recent dat meditatie de sprong heeft gemaakt van een spirituele techniek naar een meer seculiere en wetenschappelijke techniek. En het is nog recenter dat we ons hebben gerealiseerd wat voor soort effect het mediteren op het lichaam heeft.

Regelmatig mediteren gedurende een periode van weken is lang gezegd om een ​​persoon te helpen zijn stressniveaus, gedachten en reacties op die gedachten te beheersen. MRI-scans laten zien dat dit precies is wat het doet. Na een cursus van acht weken waarin regelmatig meditatie wordt beoefend, neemt de hoeveelheid grijze stof in delen van de hersenen, met name de amygdala, af. Dit deel van de hersenen is verantwoordelijk voor het vecht-of-vlucht instinct dat onze reactie op bedreigingen regelt.

De verbindingen tussen de amygdala en de rest van de hersenen beginnen ook af te nemen. Naarmate de verbindingen met de amygdala kleiner worden, breidt de pre-frontale cortex (die onze bewuste besluitvormingsprocessen beheerst) uit, wat betekent dat we ons meer richten op het nemen van doordachte en rationele beslissingen dan te vertrouwen op onze buikreactie op paniek. Hoewel er een aantal verschillende dingen zijn die de omvang van onze besluitvormende hersendelen kunnen vergroten, is meditatie uniek omdat het deze focus koppelt met een vermindering van ons vecht-of-vluchtresponssysteem.

Dat betekent allemaal dat we door vaak te mediteren onze hersenen opnieuw bedraden om meer te vertrouwen op onze gezonde en rationele besluitvormingsmogelijkheden dan onze instinctieve antwoorden. Het maakt ons ook beter in staat om met pijn om te gaan, wat verklaart waarom degenen die mediteren vaak een hogere tolerantie voor pijn hebben en minder symptomen rapporteren als ze een soort ziekte of stoornis krijgen. Het voelen van "Zen" is niet alleen een hippie-achtige methode om met stress om te gaan, het traint onze geest om op een precieze fysieke manier anders op prikkels te reageren.

1De aan / uit-schakelaar voor bewustzijn

Wetenschap en religie hebben lang gedebatteerd waar het menselijk bewustzijn vandaan komt. Hoewel het onderzoek op dit gebied vrij nieuw en begrijpelijk traag van aard is, denken wetenschappers van de George Washington University dat ze de aan-uitknop voor het menselijk brein hebben gevonden.

Het wordt de claustrum genoemd. Onderzoekers experimenteerden met een enkele patiënt die leed aan epilepsie en begonnen met het gebruik van diepe hersenelektroden om delen van haar hersenen te stimuleren en elektrische activiteit te registreren in een poging uit te vissen welke delen van haar hersenen defect waren en haar aanvallen veroorzaakten. Stimulatie van de claustrum - die nog nooit eerder was gedaan - veranderde letterlijk haar bewustzijn aan en uit. De vrouw reageerde niet meer op prikkels van buitenaf en zodra de activiteit rond haar claustrum was verwijderd, hervond ze het bewustzijn zonder zich te herinneren dat ze het ooit had verloren.

Terwijl onderzoekers hun kippen nog niet tellen, beginnen ze na te denken over wat dit betekent voor de functionaliteit van dat deel van de hersenen. Ze denken dat de claustrum alle andere informatie in de hersenen bij elkaar brengt. Het verzamelt zicht, geur, smaak, gedachten en herinneringen - alle stukjes in de hersenen die ons maken wie we zijn.

De gevolgen van dit onderzoek kunnen verbijsterend zijn. Als de claustrum verantwoordelijk is voor het geven van mensen hun bepalende bewustzijn, betekent dit dat we een stap dichter bij het herscheppen zijn in kunstmatige hersenen. In theorie zouden we in staat zijn om wat we al hebben om te zetten in iets dat we kunnen creëren. We zullen ook in staat zijn om het bewustzijn veel preciezer te definiëren en dat zal zich uitstrekken tot controversiële hot-buttononderwerpen, zoals wanneer een menselijke foetus een bewustzijn ontwikkelt en of dieren hetzelfde bewustzijn hebben als mensen.