Về mặt lịch sử, chất xám thường được coi là máy xay nội tạng của não, và chất trắng chỉ là con khỉ. Nhưng trong những năm gần đây, nó đã trở nên rõ ràng rằng con khỉ cũng quan trọng như chủ nhân của nó.
Vật chất xám tinh xảo của chúng tôi từ lâu đã là con ngựa hiển thị của bộ não; nó đề cập đến việc khủng hoảng số lượng lớn mà tất cả chúng ta dựa vào để làm cho tinh thần của thế giới. Vấn đề màu trắng, nó được cho là, đơn giản là thực hiện nhiệm vụ chuyển tiếp thông điệp qua lại, ít hơn một tập hợp các dây thụ động.
Mặc dù có một số sự thật đối với sự phân công lao động này, nhưng nó có vấn đề trắng là một sự bất bình lớn. Khi tri thức khoa học phát triển, tầm quan trọng của chất trắng trở nên tập trung sắc nét. Đường cao tốc thông tin thần kinh này bây giờ được biết là có liên quan đến một loạt các điều kiện và bệnh tật và đóng vai trò quan trọng trong chức năng não, học tập, và sự phối hợp của các trung tâm não xa xôi.
Chất trắng là gì?
Chất trắng tạo nên phần lớn các phần sâu của não. Không giống như chất xám, mà đỉnh cao trong sự phát triển khi chúng ta 11 hoặc 12 tuổi, chất trắng tiếp tục phát triển tốt vào những năm 20 của chúng ta (và có lẽ, theo những cách tinh tế hơn, vào những năm 50 của chúng ta).
Nó bao gồm các bó sợi trục, hoặc các vùng, là các chuỗi dài của các tế bào thần kinh. Như tên cho thấy, chất trắng trắng hơn chất xám, và độ trắng nổi tiếng của nó là do lớp phủ sáp được gọi là myelin, được tìm thấy trên mỗi sợi trục.
Myelin phủ lên bề mặt của tất cả các tế bào thần kinh, để lại các khoảng trống nhỏ – còn được gọi là các nút của Ranvier – mỗi milimet hoặc hơn.
Trong dây thần kinh myelinated, chứ không phải là một xung đi dọc theo chiều dài của tế bào như nó có trong chất xám, nó có thể nhảy từ nút này sang nút khác, tăng tốc độ truyền dẫn.
Là dịch vụ đưa tin chính của não, sự kết tinh cho phép vật chất trắng truyền các ghi chú giữa các vùng xa với tốc độ chóng mặt.
Trong thực tế, dây thần kinh myelinated có thể mang xung nhanh hơn 100 lần so với xơ không myelinated.
Trong não, myelin được đặt ra bởi các tế bào gọi là oligodendrocytes. Khi sinh, độ phủ myelin tương đối thưa thớt; myelination di chuyển trong một làn sóng, đầu tiên phủ chất trắng vào vỏ não gần gáy của cổ và dần dần di chuyển về phía trước, cuối cùng phủ lên các thùy trán ở giữa của chúng ta đến cuối những năm 20.
Các thùy trán rất quan trọng cho việc lập kế hoạch, lập luận và phán xét. Một số nhà khoa học đưa ra giả thuyết rằng việc phân loại giới hạn của những khu vực này trong giới trẻ có thể khiến trẻ vị thành niên không có khả năng đưa ra quyết định thích hợp cho người lớn.
Vì lợi ích khoa học nhiều hơn đã được khai thác trên chất liệu trắng, nó đã trở nên rõ ràng rằng nó là xa là một đoạn cáp thụ động; nó là động – khối lượng của nó phát triển và co lại với kinh nghiệm, nó xử lý thông tin – không chỉ vô tình truyền dữ liệu giữa các điểm.
Chất trắng trong bệnh tâm thần
Một số điều kiện từ lâu đã được liên kết với thiệt hại cho vỏ myelin. Ví dụ, hệ thống miễn dịch của những người mắc hội chứng Guillain-Barré và bệnh đa xơ cứng tấn công myelin, gây ra một điểm yếu dần dần trở nên tồi tệ có thể kết thúc trong tình trạng tê liệt.
Nhưng gần đây, những thay đổi trong myelin có liên quan đến một số bệnh tâm thần, như tâm thần phân liệt, trầm cảm nặng, tự kỷ, rối loạn stress sau chấn thương, bệnh Alzheimer, chứng khó đọc, rối loạn tăng động thiếu chú ý, rối loạn ám ảnh cưỡng chế và Tourette . Vấn đề trắng thậm chí còn liên quan đến tình trạng nói lắp và điếc.
Một trong những điều kiện tâm thần được nghiên cứu nhiều nhất liên quan đến chất trắng là tâm thần phân liệt. Một nghiên cứu điều tra 6.000 gen trong vỏ não trước trán bộ não tâm thần phân liệt cung cấp bằng chứng damning: trong số 89 gen được tìm thấy được điều chỉnh bất thường, 35 gen đã tham gia vào quá trình myelination.
Các nghiên cứu khác đã nghiên cứu vấn đề chất trắng sau mổ, với một số chứng minh sự bất thường trong các vùng chất trắng và giảm số lượng các tế bào thần kinh ở một số vùng của não.
Trong thực tế, gần đây hơn, nó đã được chỉ ra rằng các vùng vật chất màu trắng trên phần lớn não bị gián đoạn trong tâm thần phân liệt.
Tâm thần phân liệt có xu hướng phát triển trong thời niên thiếu, một thời gian khi các forebrain cuối cùng được đưa ra lớp phủ myelin của nó. Một số nhà khoa học tin rằng điều này có thể không chỉ là trùng hợp ngẫu nhiên.
Cho dù những thay đổi này là nguyên nhân của tình trạng hoặc hậu quả của chức năng não bất thường chưa được hiểu, nhưng nó có lẽ là một con đường hai chiều đan xen nhau. Bằng chứng về điều này xuất hiện trong một bài báo được xuất bản năm 2007 bởi Tiến sĩ Gabriel Corfas. Ông cho thấy rằng phá vỡ sự kiểm soát di truyền của oligodendrocytes có thể tạo ra những thay đổi hành vi nổi bật tương tự như những người nhìn thấy trong tâm thần phân liệt.
Xem vật chất trắng
Một thủ tục hình ảnh được gọi là hình ảnh tensor tensor (DTI), dựa trên công nghệ MRI, biểu đồ sự chuyển động tương đối của nước trong các mô. Nó có thể được sử dụng để quan sát chất trắng.
DTI dựa trên tiền đề rằng, trong mô não bình thường, nước có khả năng di chuyển theo bất kỳ hướng nào.
Tuy nhiên, trong các vùng được định hướng song song và được bao phủ trong myelin, nó có nhiều khả năng di chuyển dọc theo chúng hơn là cạnh nhau.
Với công nghệ này, vi cấu trúc của vật chất trắng có thể được quan sát; các sợi được đóng gói chặt chẽ hơn với lớp phủ myelin dày hơn cung cấp tín hiệu DTI mạnh hơn. Công nghệ tương đối mới này đã được sử dụng để tìm kiếm mối liên kết giữa chất trắng và kết quả nhận thức.
Một nghiên cứu, ví dụ, đã tìm thấy mối quan hệ giữa cấu trúc vật chất trắng và chỉ số IQ, các tác giả đã kết luận rằng “chức năng nhận thức tương quan với tổ chức sợi lớn hơn”. Tương tự, các nhà khoa học khác đã tìm thấy mối liên hệ giữa chất lượng chất trắng trong não người lớn và khả năng đọc của chúng.
Các nhà nghiên cứu cũng đã chứng minh rằng việc sử dụng bộ não của chúng ta theo một cách cụ thể có thể thay đổi cấu trúc của chất trắng. Ví dụ, một thí nghiệm cho thấy rằng thường xuyên thực hành một nhạc cụ làm tăng mức độ tổ chức trong vấn đề màu trắng trong các lĩnh vực quan trọng cho hiệu suất âm nhạc. Các nhà nghiên cứu cho thấy rằng số lượng thay đổi tỷ lệ thuận với số giờ mà cá nhân thực hành. Bạn càng làm việc, vật chất trắng càng được sửa đổi.
Làm thế nào sự phù hợp với câu chuyện
Ở động vật có thể đi lại và ăn rất sớm sau khi chúng được sinh ra – chẳng hạn như ngựa và chuột – sự điều hòa gần như hoàn tất khi sinh. Tuy nhiên, như đã nói ở trên, sự điều hòa ở người vẫn tiếp tục vào những năm 20 hoặc 30 của chúng ta. Thực tế là nó mất quá lâu là một đầu mối tốt mà nó được thực hiện nhiều hơn chỉ là một vai trò cách điện.
Thời gian kéo dài của thời gian mà myelination mất trong con người dòng lên với cùng một khoảng thời gian khi vỏ não của con người trải qua một chuyển dịch cơ cấu lớn của các kết nối synaptic. Việc tu sửa này được hiểu là thay đổi bộ não theo kinh nghiệm. Vì lý do này, một số nhà nghiên cứu tin rằng myelin, và do đó chất trắng, đóng một vai trò trong việc hình thành bộ não thông qua kinh nghiệm của chúng tôi khi chúng ta phát triển.
Lý thuyết này đổ chuông đúng trong một loạt các nghiên cứu trên động vật. Ví dụ, một nghiên cứu về các nốt ruồi đồng cỏ của Alaska đã phát hiện rằng sự tuỷ trong não được điều chỉnh bởi những thay đổi theo mùa trong chiều dài ngày. Động vật được giữ trong một môi trường với những ngày dài liên tục có khối lượng chất trắng hơn.
Ở chuột, căng thẳng trong 6 ngày cuối của thai kỳ gây tăng myelination ở con cái trong 2 đến 3 tuần đầu đời, với mức độ trở lại bình thường vào ngày thứ 40.
Ngược lại, một trải nghiệm thú vị hơn cũng có thể làm thay đổi cấu trúc vật chất màu trắng. Oligodendrocytes tăng số lượng trong vỏ não thị giác của chuột được nuôi trong môi trường phong phú bao gồm tương tác xã hội và những thứ để chơi với.
Một số nghiên cứu ở người cũng đã tìm thấy một sự tương tác giữa kinh nghiệm ban đầu và khối lượng chất trắng. Một nghiên cứu được công bố trong so sánh bộ não của trẻ em đã bị lạm dụng hoặc bỏ bê với bộ não của những đứa trẻ không có.
Cái gọi là corpus callosum – có nghĩa là, cấu trúc vật chất trắng lớn nhất trong não, kết nối bán cầu não trái và phải – được tìm thấy nhỏ hơn 17 phần trăm ở những người đã bị lạm dụng.
Tại sao chiếc áo khoác sáp lại quan trọng đến thế?
Tóm lại, chúng tôi không có câu trả lời đầy đủ cho câu hỏi này, nhưng có một số chủ đề hấp dẫn để chọn.
Sự đồng bộ của vật chất xám rất quan trọng cho sự phát triển và học tập thần kinh. Câu nói đi, “Thần kinh lửa cùng nhau, dây lại với nhau.” Nói cách khác, các tế bào thần kinh cháy trong đồng bộ có nhiều khả năng trở nên kết nối vĩnh viễn; dây thần kinh lửa cùng nhau được coi là quan trọng và sẽ được tăng cường và bảo tồn.
Bây giờ, nếu hai dây thần kinh hoạt động cùng nhau đến từ những khoảng cách khác nhau và giống hệt nhau, các tín hiệu sẽ không đến cùng nhau; để phối hợp bắn, một trong các sợi trục cần được tăng tốc hoặc giảm tốc.
Độ chính xác hàng nghìn giây là rất quan trọng.
Khi chúng ta thực hiện một nhiệm vụ phức tạp như chơi nhạc cụ, thông tin được gửi từ một loạt các trung tâm não và chảy qua lại. Đồng bộ là một phải, và chỉ đơn giản là các tin nhắn bắn ở tốc độ cao nhất có thể sẽ không phải là một giải pháp khả thi.
Khi khám phá mới gắn kết, có vẻ như rõ ràng rằng myelin đóng một vai trò quan trọng trong việc phát triển đồng bộ, và nó có thể làm thay đổi tốc độ dẫn truyền của các vật chất trắng theo một số cách.
Ví dụ, myelin có thể thay đổi đường kính của sợi trục (dây thần kinh rộng hơn truyền tín hiệu nhanh hơn). Ngoài ra, oligodendrocytes có thể thay đổi bao nhiêu tấm myelin chúng nằm xuống, có thể lên tới 150 tờ / sợi, một lần nữa thay đổi vận tốc dẫn truyền. Ngoài ra, bằng cách thay đổi số hoặc khoảng cách của các nút của Ranvier, tốc độ có thể được tinh chỉnh, với nhiều nút gần nhau hơn làm chậm xung.
Chúng tôi chỉ mới bắt đầu loại bỏ các cơ chế đằng sau ảnh hưởng của vật chất trắng lên chức năng nhận thức, nhưng đã có, các con đường tiềm năng đang mở ra.
Vật chất trắng là không thể tách rời với chức năng não như người hàng xóm màu xám của nó; nó năng động, tham gia vào việc học tập và giúp chúng ta đặt ra các kỹ năng và kỷ niệm. Không nghi ngờ gì, khi nghiên cứu tiếp tục và bức tranh ngày càng sắc nét hơn, tầm quan trọng của myelin và chất trắng sẽ tiếp tục leo thang.
Chất trắng thực sự quan trọng.
