Schimbările de temperatură ne afectează creierul. Cât de nocive sunt efectele?

Cercetătorii au descoperit că mici creșteri ale temperaturii, în timp ce stimulează creierul, pot modifica profund activitatea cerebrală, uneori cu unele consecințe negative.

Medicul Steven Schiff, vicepreședinte pentru sănătate globală în cadrul secției de neurochirurgie de la Școala de Medicină Yale, este specializat în intersecția dintre inginerie și neurochirurgie, ceea ce îi oferă pregătirea necesară pentru a aplica principiile fizicii la procesele biologice ale creierului.

• Neutrinii ar putea fi cheia pentru studierea nucleului Soarelui
• Oamenii de știință au găsit 128 de sateliți noi în jurul lui Saturn

Deoarece activitatea produce căldură, toate stimulările electrice și magnetice ale creierului depun energie termică în creier.

Schiff și co-autorii săi au teoretizat că dispozitivele de stimulare electrică a creierului, cum ar fi stimularea cerebrală profundă, utilizată în cazul pacienților cu epilepsie și cu boala Parkinson, trebuie să conducă la schimbări de temperatură în creier.

Modificările de temperatură pot schimba profund activitatea noastră cerebrală

Modificările de temperatură din creier afectează, de asemenea, declanșarea tragerilor neuronilor. Căptușind membranele celulelor nervoase se află pompe moleculare care încarcă electric celulele cu energia pe care o eliberează în timpul activității cerebrale, scrie MedicalXpress.

Cercetătorii au reușit să demonstreze că, dacă celulele sunt încălzite mai repede decât se pot ajusta încărcăturile, atunci acestea pot produce fie mai multă activitate neuronală, fie mai puțină decât de obicei.

Chiar și mici schimbări de temperatură datorate stimulării electrice a creierului, mai mici de 1°C, ar putea duce la schimbări substanțiale în activitatea neuronală. Pe măsură ce neuronii se încălzesc, aceștia pot deveni tăcuți. Lăsați-i să se răcească la temperatura normală și pot deveni foarte activi.

„Faptul că am văzut aceste efecte dramatice asupra activității cerebrale în urma unor mici schimbări de temperatură înseamnă că acum trebuie să luăm în considerare aceste mici schimbări de temperatură”, spune Schiff, autorul principal al studiului.

Simulările electrice ale creierului

Rămâne de văzut cum afectează aceste schimbări de temperatură pacientul și cum ar putea fi exploatate pentru a îmbunătăți rezultatele. În mediile clinice, chirurgii au observat anterior că un efect secundar comun la implantarea stimulatoarelor sistemului nervos este că activitatea creierului stimulat scade deseori cu stimularea electrică sau magnetică.

Lucrarea indică o cauză plauzibilă pentru acest fenomen. Dacă este adevărată, spune Dr. Schiff, această descoperire ar putea ajuta medicii să calibreze mai precis utilizarea acestor dispozitive.

„Această lucrare este un adevărat tur de forță în ceea ce privește combinarea diferitelor modele de comportament fizic pentru a reexamina unele standarde vechi”, spune William Stacey, profesor asociat al departamentului de neurologie și inginerie biomedicală de la Universitatea din Michigan. „Combinația de modelare cu experimentarea inteligentă a oferit rezultatul foarte intrigant și neașteptat. Astfel, căldura ar putea suprima declanșarea focului neuronal. Poate că acest model ar putea oferi, de asemenea, unele metode noi de manipulare a activității neuronale”.

Studiul a fost publicat în Journal of Neural Engineering.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Creierul persoanelor care consumă cocaină îmbătrânește mai rapid

Piloții de avioane de vânătoare suferă aceleaşi modificări ale creierului precum astronauții

Cel mai bătrân creier de vertebrată, descoperit din greșeală de paleontologi

O alimentație bogată în grăsimi distruge abilitatea creierului de a regla caloriile