Naujausi tyrimai atskleidė naują smegenėlių funkciją, ginčijančią ilgalaikes prielaidas apie jos vaidmenį smegenyse. Tradiciškai pripažinta dėl savo svarbos judėjimui ir koordinacijai, dabar įrodyta, kad smegenėlės taip pat atlieka svarbų vaidmenį atlygio mokymosi procesuose. Išvados buvo paskelbtos m Gamtos komunikacijos.
Smegenėlės yra kaukolės apačioje, tiesiai virš tos vietos, kur nugaros smegenys susitinka su smegenimis. Nepaisant to, kad smegenėlės sudaro tik apie 10 procentų visos smegenų masės, jos yra tankiai prikrautos neuronų – čia randama beveik 80 procentų visų smegenų neuronų.
Smegenėlės pirmiausia buvo žinomos dėl savo lemiamo vaidmens koordinuojant savanoriškus judesius, išlaikant pusiausvyrą ir užtikrinant tinkamą raumenų kontrolę. Jo funkcija jau seniai siejama su fiziniu judesių atlikimu, padeda sureguliuoti motorinę veiklą ir užtikrinti, kad judesiai būtų sklandūs ir koordinuoti.
Tačiau naujausi neurologijos pasiekimai rodo, kad smegenėlių vaidmuo gali apimti ne tik motorinę kontrolę, bet ir sudėtingesnes pažinimo funkcijas. Šis platesnis galimas vaidmuo apima mąstymo, mokymosi ir atminties aspektus – funkcijas, istoriškai priskirtas kitoms smegenų dalims, pavyzdžiui, smegenų žievei.
Motyvuoti šių naujų įžvalgų, Pitsburgo universiteto medicinos mokyklos ir Kolumbijos universiteto neurologai atliko tyrimą, siekdami išsiaiškinti, kaip smegenėlės padeda mokytis naujų užduočių, pagrįstų atlygiais. Jų tyrimą lėmė hipotezė, kad smegenėlės gali būti įtrauktos į naujų vizuomotorinių asociacijų – sąsajų tarp kažko matymo ir reakcijos konkrečiu judesiu – formavimąsi, kurias sustiprina atlygis.
„Ilgalaikė prielaida apie smegenėlių funkciją buvo ta, kad jos tik kontroliuoja tai, kaip mes judame. Tačiau dabar žinome, kad yra smegenėlių dalių, kurios yra sujungtos ir, atrodo, išsivystė kartu su smegenų sritimis, kurios kontroliuoja mūsų mąstymą“, – sakė vienas iš tyrėjų Andreea Bostan, Pitto Neurobiologijos katedros docentas. . „Kadangi smegenėlės naudoja informaciją apie klaidas, kad palaipsniui patobulintų judėjimą, buvo daroma kita prielaida, kad jos panašiai prisideda prie pažinimo funkcijų.
Tyrimo metu beždžionės buvo mokomos susieti konkrečius vaizdinius signalus su konkrečiais rankų judesiais, kad gautų atlygį – sulčių gurkšnį. Ši sąranka išbandė jų gebėjimą formuoti naujas vizuomotorines asociacijas arba sąsajas tarp to, ką jie mato, ir to, kaip jie turėtų judėti. Tyrėjai sutelkė dėmesį į konkrečią smegenėlių sritį, žinomą kaip užpakalinė šoninė smegenėlė, kuri, kaip manoma, yra labai svarbi tokio tipo mokymuisi.
Kritinis eksperimentas apėmė laikiną šios smegenėlių srities išjungimą naudojant vaistą, kuris blokuoja normalią nervų veiklą. Kai ši smegenėlių dalis buvo aktyvi, beždžionės gana greitai išmoko naujų asociacijų tarp simbolių ir judesių, paprastai per 50–70 bandymų. Tačiau, kai smegenėlių sritis buvo inaktyvuota, mokymasis buvo žymiai sutrikęs; tai užtruko daug ilgiau ir buvo mažiau veiksminga, o tai rodo, kad šis smegenų regionas yra būtinas norint apdoroti atlygį, skatinantį mokymąsi.
Įdomu tai, kad šis sutrikimas buvo būdingas naujų užduočių mokymuisi. Beždžionės vis dar gerai atliko anksčiau išmoktas užduotis, o tai rodo, kad smegenėlių vaidmuo mokantis yra būdingas naujos informacijos ir įgūdžių įgijimui, o ne nusistovėjusių įgūdžių atlikimui.
Be to, tyrimas parodė, kad kitų smegenėlių sričių inaktyvavimas neturėjo įtakos mokymuisi, o tai pabrėžia, kad šiame procese dalyvauja ne visos smegenėlių dalys. Šis specifiškumas rodo, kad skirtingi smegenėlių regionai atlieka skirtingas funkcijas ir nėra visuotinai įtraukti į visų tipų mokymąsi ir judėjimą.
Taigi „kai išaktyvinate šį smegenėlių regioną, pabloginate mokymąsi“, – sakė Bostanas. „Tai daug lėtesnis, nutinka per daug daugiau bandymų, o našumas nepasiekia to paties lygio. Tai konkretus pavyzdys, kaip smegenėlės naudoja informaciją apie atlygį primatų pažinimo funkcijoms formuoti.
Šie atradimai yra novatoriški, nes jie iš naujo apibrėžia mūsų supratimą apie smegenis, iliustruodami jos vaidmenį kognityvinėse funkcijose, tokiose kaip mokymasis ir atmintis, o tai viršija tradicinį ryšį su fiziniu judėjimu. Tai gali turėti svarbių pasekmių švietimo strategijoms ir reabilitacijos metodams, susijusiems su smegenėlių disfunkcija.
Asmenims, turintiems smegenėlių sutrikimų, šis tyrimas rodo, kad kai kurie jų iššūkiai mokantis naujų užduočių gali būti susiję ne tik su fiziniais koordinavimo sunkumais, bet ir su sutrikusiu atlygio apdorojimu smegenėlėje. Šių mechanizmų supratimas atveria naujas galimybes tikslinėms terapijoms, kurios galėtų pagerinti nukentėjusių asmenų mokymąsi ir prisitaikymą.
„Mūsų tyrimas pateikia aiškių įrodymų, kad smegenėlės yra svarbios ne tik norint išmokti atlikti sumanius veiksmus, bet ir norint išmokti, kurie veiksmai yra vertingiausi tam tikrose situacijose“, – sakė Bostanas. „Tai padeda paaiškinti kai kuriuos nemotorinius sunkumus žmonėms, turintiems smegenėlių sutrikimų.”
