Hersengebieden die kritisch zijn voor Human Time Sense Identified
Nu hebben onderzoekers van het Medical College of Wisconsin in Milwaukee en Veterans Affairs Medical Center in Albuquerque geïdentificeerd gebieden in de hersenen die verantwoordelijk zijn voor het waarnemen van het verstrijken van de tijd om kritische dagelijkse functies uit te voeren, meer details op: unisci.com
Tijd is alles. Het speelt een rol bij het nemen van beslissingen van een seconde, zoals weten wanneer te stoppen bij een rood licht, een bal vangen of het ritme moduleren bij het spelen van de piano.
Nu hebben onderzoekers van het Medical College of Wisconsin in Milwaukee en Veterans Affairs Medical Center in Albuquerque geïdentificeerde gebieden in de hersenen die verantwoordelijk zijn voor het waarnemen van het verstrijken van de tijd om elke dag kritisch uit te voeren functies.
Hun studie is de eerste om aan te tonen dat de basale ganglia zich diep in de basis van de hersenen bevinden, en de pariëtale kwab op het oppervlak van de rechterkant van de hersenen, zijn kritieke gebieden voor deze tijdregistratie systeem.
Hun resultaten zijn gepubliceerd in het huidige nummer van Nature Neuroscience. Belangrijk is dat de studie een al lang bestaand en wijdverbreid geloof in de wetenschappelijke gemeenschap ter discussie stelt dat het cerebellum de kritische structuur is die betrokken is bij tijdwaarneming.
"We zijn verheugd dat onze bevindingen ook van toepassing kunnen zijn om sommige neurologische aandoeningen beter te begrijpen," zegt Stephen M. Rao, Ph. D., hoogleraar neurologie aan het Medical College en hoofdonderzoeker. "Door het gebied in de hersenen te identificeren dat verantwoordelijk is voor het beheersen van ons tijdsbesef, kunnen wetenschappers nu defecte tijdwaarneming bestuderen, die is waargenomen in patiënten met de ziekte van Parkinson en Attention-Deficit / Hyperactivity Disorder (ADHD), twee aandoeningen waarvan wordt gedacht dat ze een abnormale functie hebben in de basale ganglia."
Het nemen van nauwkeurige beslissingen met betrekking tot de duur van korte tijdsintervallen van 300 milliseconden tot 10 seconden is van cruciaal belang voor de meeste aspecten van menselijk gedrag. Hedendaagse theorieën over timing met korte intervallen gaan uit van het bestaan van een tijdwaarnemingssysteem in de hersenen, maar het identificeren van deze hersensystemen is ongrijpbaar en controversieel geweest.
Met behulp van een nieuwe functionele magnetische resonantie beeldvormingstechniek (fMRI) die veranderingen van seconde tot seconde bijhoudt hersenactiviteit, onderzoekers geïdentificeerd regio's in de hersenen die cruciaal zijn voor deze tijdregistratie systeem.
Zeventien gezonde, jonge mannen en vrouwen vrijwilligers werden afgebeeld terwijl hen werd gevraagd om de tijdsduur tussen de presentaties van twee opeenvolgende tonen waar te nemen. Een seconde later werden nog twee tonen gepresenteerd en werd aan de proefpersonen gevraagd om een oordeel te vellen over de vraag of de duur tussen de tonen korter of langer was dan de eerste twee tonen.
Om ervoor te zorgen dat de hersensystemen geassocieerd met tijdwaarneming duidelijk werden geïdentificeerd, twee controletaken werden gegeven waarbij het luisteren naar tonen of het schatten van hun toonhoogte inhielden, maar geen oordelen hierover looptijd.
Met behulp van deze snelle beeldvormingstechniek konden de onderzoekers alleen die hersengebieden isoleren geactiveerd tijdens presentatie van de eerste twee tonen - wanneer onderwerpen alleen waarnemen en waarnemen tijd. Hun resultaten toonden overtuigend aan dat tijdwaarnemingsfuncties worden bestuurd door de basale ganglia en de rechter pariëtale cortex.
Onderzoekers hebben lang vermoed, op basis van indirect bewijs, dat de basale ganglia mogelijk betrokken is bij tijdsperceptie. De basale ganglia hebben zenuwcellen die voornamelijk de neurotransmitter dopamine bevatten.
Patiënten met de ziekte van Parkinson hebben een abnormale vermindering van dopamine in de basale ganglia en ervaren vaak problemen met tijdwaarneming. Deze problemen verbeteren gedeeltelijk wanneer patiënten een medicijn toegediend krijgen dat de dopaminewaarden in de hersenen verhoogt.
Defecte tijdwaarneming is ook waargenomen bij patiënten met de ziekte van Huntington en Attention-Deficit / Hyperactivity Disorder (ADHD), twee aandoeningen waarvan men denkt dat ze een abnormale functie hebben binnen de basale ganglia. Dierstudies hebben ook het belang van dopamine voor de tijdwaarneming aangetoond.
Onderzoekers van het Medical College van het Froedtert Hospital, een belangrijke onderwijsfiliaal van het Medical College, gebruiken momenteel deze nieuwe neuroimaging-procedure om begrijpen hoe de hersenen dopamine-vervangende medicijnen en methylfenidaat (Ritalin) in staat stellen om de tijdsperceptie te normaliseren bij personen met de ziekte van Parkinson en ADHD, respectievelijk.
Een aanvullend onderzoek, in samenwerking met onderzoekers van de Universiteit van Iowa, zal de tijd onderzoeken perceptie in de vroege stadia van de ziekte van Huntington, voorafgaand aan de ontwikkeling van de karakteristieke beweging wanorde.
De kritische rol van de pariëtale lobben in de tijdwaarneming werd voor het eerst gesuggereerd door co-auteur Deborah L. Harrington, Ph. D., onderzoekswetenschapper, Veterans Affairs Medical Center en universitair hoofddocent neurologie en psychologie, Universiteit van New Mexico, Albuquerque, NM. Zij en haar collega's rapporteerden dat patiënten met een beroerte met schade aan de pariëtale cortex aan de rechterkant, maar niet aan de linkerkant van de hersenen, een verminderde tijdwaarneming ervoeren.
Patiënten voor het onderzoek zijn afkomstig van het Froedtert-ziekenhuis en het VA Medical Center in Milwaukee. Bovendien bestuderen de onderzoekers volwassen ADHD-patiënten die sinds hun kindertijd aan het Medical College zijn gezien.
Co-auteur van de studie met Drs. Rao en Harrington is Andrew R. Mayer, M.S., afgestudeerde student, afdeling neurologie, Medical College of Wisconsin.
De studie werd ondersteund door subsidies van het National Institute of Mental Health en de W.M. Keck Foundation to the Medical College, en het Department of Veterans Affairs en National Foundation for Functional Brain Imaging to the Veterans Affairs Medical Center, Albuquerque. - Door Toranj Marphetia
