10 saker som vi bara lär oss om människokroppen

Vi förväntar oss att hitta en hel del banbrytande ny information i djupet av havet eller längst ut i rymden. Vi antar att vi är ganska bekanta med människokroppen. Det finns dock många saker som vi just nu lär oss om oss själva.

10Härnan kategoriserar information

Information och kunskap lagras i hjärnan. Vi har känt det länge. Men vi har inte nödvändigtvis vetat hur allting fungerar. Med ankomsten av hjärnskanningar kunde vi se vilka delar av hjärnan som blir aktiva när de utsätts för vissa stimuli. Detta inkluderar att se vad som aktiveras när vi tittar på kattvideor på nätet eller där elektriska impulser uppträder när vi blir ombedda att avsluta ett korsord. Men hur kunskapen ordnas var något av ett mysterium tills en kvinna glömde djurens namn.

Den patient som kallas J.B.R. för att skydda hennes integritet-lider av herpes simplex encefalit. En av de bizarre effekterna av sjukdomen innehöll semantiska kategorispecifika minnesproblem, ett fint sätt att säga att hon inte längre kunde komma ihåg djurens namn. När hon testades kunde hon bara känna igen och namnge endast 2 av 48 levande varelser, men hennes kunskap om icke-levande saker förblev intakt. Andra patienter som också lider av samma sjukdom hade liknande kategorispecifika minnesförluster, men kategorierna var inte alltid samma. Intressant var att de flesta hade större svårigheter med levande saker i motsats till icke-levande saker. Andra glömde namnen på grönsaker, växter eller insekter, men kunde fortfarande identifiera lastbilar och portföljer.

Vissa patienters kunskaper om en viss kategori var helt förlorade. När forskare visade dem en skiss hade en patient ingen aning om det verkligen fanns en sådan sak som fantastiska, chimära, hybriddjur som isbjörnar med hästhuvud.

Vi har nu en bättre förståelse för hur hjärnan kategoriserar information. Det är typiskt som ett arkivskåp. Liknande grupper av information lagras i samma område i hjärnan; Vi har kategorier för mat, geografiska platser, djur och till och med vänner och familj. Skador på den temporala loben kan slå ut en av dessa kategorier men lämna de andra intakta. I vissa fall kan sjukdom gå igenom hjärnan och slå ut en kategori efter en annan, vilket gör det progressivt svårare för en person att komma ihåg information i en kategori. Personer med semantisk demens förlorar bitar av kunskaper i specifika kategorier gradvis men är fortfarande fullkomligt kända på andra områden.

9A nytt lager i det mänskliga ögat

Läkare och forskare får lite pass på den här - det är litet och förståeligt lätt att missa. År 2013 upptäckte en professor i Nottingham ett annat lager i hornhinnan i det mänskliga ögat. Ett till synes omöjligt tunt skikt bara 15 mikron tjockt (för jämförelse är en tum 25.000 mikron och hornhinnan i sig är bara 500 mikron), den är fastsatt på baksidan av hornhinnan och heter Duas skikt för mannen som upptäckte det, Harminder Dua.

Det nya skiktet, som nu gör sex kända lager i den mänskliga hornhinnan, upptäcktes av forskare som arbetar med donerade ögon. Injektion av små luftbubblor i hornhinnan gjorde de olika skikten av strukturen separata och när det mikroskopiska arbetet var fullständigt bekräftade de förekomsten av detta tuffa men tunna skikt.

Förutom att ha en direkt effekt på ögonoperationer, anses det att det nya skiktet förklarar flera kroniska ögonproblem. Hornhinnor, som kännetecknas av en uppbyggnad i vätska mellan hornhinnan och resten av ögat, anses nu vara orsakad av en tår i Duas skikt.

8 Varför har hjärnor rynkor?

Inte alla hjärnor skapas lika. Mänskliga hjärnor har en tydligt skrynklig konsistens som har kopplats till att ge den ökade ytan som behövs för den bearbetningskraft vi behöver för allt vi gör varje dag. Mindre däggdjur, som möss och råttor, har släta hjärnor, de behöver inte den processkraft som krävs för saker som tal och spelande videospel. Men under en lång tid visste vi inte exakt hur alla dessa rynkor bildades, vad dikterar hur många rynkor det finns och vilka former de bildar.

Ryggarna och rynkorna, kallade gyri och sulci, bildar sig på några parametrar. Tillväxten av hjärnans gråämne och tjockleken på den delen kommer att avgöra hur hjärnan bildar sig. Den mänskliga hjärnan innehåller grå substans och vit materia, och forskare har utfört experiment efter experiment på liknande vävnader för att försöka skapa en formel där de kan duplicera utseendet på hjärnrynkor. Det finns en praktisk orsak till detta eftersom att veta hur rynkor bildar hjälper till att behandla patienter som lider av tillstånd där hjärnan bildas onormalt.

Hittills har de upptäckt att gråämnet och den vita substansen är likartade i styvhet men växer med olika hastigheter. Faktor i hjärnans storlek och de kan bara berätta vad det ska se ut. Ju större hjärnan är desto större är den proportionella skillnaden mellan tillväxten. När gråämnet växer börjar hjärnan, som hålls fast av den vita substansen, att spänna och bilda åsar som i sin tur ger mer yta. Hjärnan arbetar också inom vissa begränsningar som att se till att vissa områden håller sig kopplade.

7Gut bakterier

Om du tittar på tv, är chansen bra att du har sett reklamfilmer för yoghurt som annonserar förekomsten av goda bakterier. Tanken att bakterier kan vara bra är typ av en konstig, och det visar sig att vår kropp är bokstavligen full av virus som också är bra.

Forskare från Radbound University Medical Center har äntligen hittat vad som är troligt det vanligaste av virus i kroppen, och de har namngivit det crAssphage-av skäl som kommer att bli äckligt tydliga.

Att studera de olika typerna av mikroorganismer som lever i en persons matsmältningssystem, presenterar ett ganska unikt problem. De flesta av organismerna kommer inte att växa i en laboratoriemiljö eftersom de är ganska speciella om att leva inuti människor. Så det betyder en ganska begagnad källa-pallprover. Forskare har till uppgift att bryta poopprover ner i deras mest grundläggande komponenter och sedan bygga om DNA-sekvenserna för att få en komplett bild av vad som händer inom matsmältningsförfarandet. När DNA-enheten är ommonterad, är det den monumentala uppgiften att sortera ut det som tillhör vilken organism - en lång, tråkig process som så småningom ledde till upptäckten av crAssphage. Tekniskt kommer namnet från den process som byggde viruset: cross-assembly.

Så vad gör crAssphages? Vi är inte helt säkra, men samma forskare som upptäckte det tror att det har något att göra med bakterierna som bryter ner materia i magen. Utöver det är vi inte säkra, men de fann också att omkring 75 procent av DNA-sekvenserna som de fann i deras poopprover kunde inte klassificeras som någon känd organism.

6Den återupptäckten av en del av hjärnan

Den här typen är en upptäckt och en återupptäckt på samma gång. När forskare vid University of Washingtons institut för lärande och hjärnvetenskap fann ett konstigt bunt av fibrer i MR-undersökningarna av varje mänsklig hjärna som undersöktes, blev de lite överraskade. Det var mycket tydligt precis där på skanningarna, men det var inte i läroböcker, atlaser eller medicinsk litteratur. De trodde ursprungligen att de kanske hade hittat något nytt tills de gjorde lite grävning.

Varje så ofta skulle nämnandet av det speciella nervpaketet dyka upp i texter. Sammantaget blev det förbisedt och ignorerat, och forskare kunde spåra rötterna i sin konstiga historia hela vägen tillbaka till en vetenskaplig skurk.

Theodor Meynert, en neuropatolog som studerar på 1800-talet, publicerade en stor mängd arbete där han uppgav att nervknippen i hjärnan löpte horisontellt. Problemet kom när hans student, Carl Wernicke, upptäckte samma bunt som University of Washington forskare hade hittat - en bunt som sprang vertikalt i hjärnan. Meynert förnekade buntens existens och vägrade att publicera något om det eftersom det gick emot allt han redan hade skrivit om ämnet.

Uteslutningen innebar att buntfibrerna gick delvis oupptäckta i mer än ett sekel. Nu har det visat sig att fibrerna är avgörande för hjärnans förmåga att bearbeta visuell information och att skilja "vilken" del av informationen från riktnings- och rumsinformationen.

5 Den äldre någon får, ju sämre de luktar

Kroppsluk-ingen gillar det. Det visar sig att kroppsluk är en unik personlig sak. Bara vilken typ av kroppslukt varje enskild person har bestäms av en kombination av ett visst område av deras genetiska smink som kallas det stora histokompatibilitetskomplexet och, något, av vad de äter. Den grundläggande sammansättningen av en persons kroppsluk är dock densamma, och det har föreslagits att en av anledningarna till det är att hjälpa oss att välja en genetiskt lämplig kompis. Förändring av kroppsluk har också kopplats till utvecklingen av vissa cancerformer och virussjukdomar.

Men det här kroppen luktar fingeravtryck är inte det enda konstiga som vi nu upptäcker om kroppslukt. Vi får också veta att det verkligen finns något för tanken att den äldre någon blir det värre de luktar. Ett ämne som heter 2-Nonenal har nu identifierats som anledningen till att vissa människor har en svagt fet lukt om dem. Ämnet har bara hittats hos personer över 40 år och ju äldre du får, desto mer av ämnet producerar din kropp. Sötet är ganska lukfritt, men bakterierna som reagerar med svett är vad som producerar lukten. Men den stadiga ökningen av 2-nonenal i kroppen bekräftar att äldre människor har vetenskapligt en rolig lukt.

4The New Knight Ligament

Knäskador är ganska vanliga, men trots allt arbete som har gjorts för att räkna ut hur man rekonstruerar och fixar den känsliga och komplicerade inre strukturen på knäet, har några av de finare punkterna varit konstigt svåra. År 2013 undersökte två belgiska knäspecialister problemet med felaktiga ACL-operationer. Trots patienter som får kirurgi för att korrigera ACL-problem, lider många fortfarande av glidande leder och kirurger var inte helt säkra på varför det var så komplicerat.

Nu har de funnit det för att den typiska ACL-operationen inte reparerade hela problemet - de hade saknat ett ligament. Det nyligen observerade anterolaterala ligamentet (ALL) befanns vara ett av ligamenten som vanligtvis tårar under skada. Det var inte känt så kirurger skulle inte reparera det, vilket gör det fortfarande försvagade knä benägna att flytta även efter operationen.

Närvaron av ligamentet nämndes först av en fransk kirurg i en 1879-text men bizarrely tog det oss till 2013 för att faktiskt hitta det. Belgiska kirurger bekräftade sin närvaro i allt utom ett av de 41 knän som dokumenterades för studien och förklarar varför upp till 20 procent av personer med knäskador aldrig återhämtar sig helt. Medan vissa läkare och kirurger säger att det nya ligamentet är klart ett medicinskt genombrott, är andra mindre imponerade.

3 delar av kroppsåldern annorlunda och våra hjärnor kan överleva oss

En av de första sakerna vi lär oss om oss är hur gammal vi är, men det visar sig att vi är tekniskt felaktiga. Enligt forskning som gjorts vid University of California, åldras olika delar av vår kropp i olika takt. Och vi pratar inte bara om små skillnader. Vissa vävnader kan förekomma år äldre än resten av kroppen eller den ålder som kalendern säger att vi är.Kvinnlig bröstvävnad, till exempel, förekommer typiskt ungefär tre år äldre än vi tror att det borde vara; det är nu tänkt att vara en orsak till att bröstcancer är så utbredd.

De olika åldringsmönstren upptäcktes när forskare betraktade olika kroppsvävnader genom linsen av metyleringsmönster. Metyleringsmönster hänvisar till de olika kemiska grupperna i en vävnad; Ju mer metylerad en vävnad är desto äldre är den. Kräftvävnader kan tyckas vara upp till 36 år äldre än vår kalenderålder.

Eftersom vetenskap alltid måste ta saker bara ett steg längre, föreslås det nu att våra hjärnor faktiskt kan överleva oss. Forskare vid universitetet i Pavia i Italien arbetar för att förlänga den mänskliga livslängden. Men avgörande för det är huruvida människor kommer att kunna behålla sin livskvalitet om de lever längre. De tror att svaret bara kan vara ja.

För sin forskning tog de neuroner från möss och implanterade dem i råttafoster. Råttor har typiskt dubbelt livslängden hos möss, vilket gör det möjligt för forskare att se hur lång tid musmusens neuroner kunde leva utan muskels kroppsliga begränsningar. När råttorna dog, undersöktes deras hjärnor; musneuronerna levde och väl och fungerade ordentligt vilket föreslår forskare att det är våra kroppar som är problemet, inte våra hjärnor.

2Our organ på meditation

Idén om medveten meditation som ett sätt att slappna av har funnits i århundraden. Det är bara relativt nyligen att meditation har gjort hoppet från en andlig teknik till en mer sekulär och vetenskaplig. Och det är ännu mer nyligen att vi har insett precis vilken typ av fysisk effektmeditation som har på kroppen.

Regelbunden meditation över en period av veckor har länge sägs hjälpa en person att kontrollera sina stressnivåer, tankar och reaktioner på dessa tankar. MRI-skanningar visar att det är exakt vad det gör. Efter en åtta veckors kurs där meditation praktiseras regelbundet minskar mängden grå materia i delar av hjärnan, speciellt amygdala. Den här delen av hjärnan är ansvarig för instinkt för kamp eller flykt som styr vårt svar på hot.

Förbindelserna mellan amygdala och resten av hjärnan börjar också minska. Eftersom förbindelserna med amygdala krympas, förkorsar den pre-frontale cortex (som styr våra medvetna beslutsprocesser) vilket innebär att vi är mer fokuserade på att fatta tankefulla och rationella beslut än att förlita oss på vår reaktion på panik. Medan det finns ett antal olika saker som kan öka storleken på våra beslutsfattande hjärndelar är meditation unik eftersom den kopplar denna fokusering med en minskning av vårt slagsmål eller flygresponssystem.

Det betyder att vi genom att meditera ofta återkopplar våra hjärnor för att lita mer på våra sunda och rationella beslutsförmåga än våra instinktiva svar. Det gör oss också mer kapabla att hantera smärta som förklarar varför de som mediterar ofta har högre tolerans för smärta och rapporterar färre symptom när de drabbas av någon form av sjukdom eller störning. Att känna "Zen" är inte bara en hippie-esque metod för att hantera stress, det tränar våra sinnen att reagera annorlunda på stimuli på ett exakt fysiskt sätt.

1The On-Off-omkopplaren för medvetenhet

Vetenskap och religion har länge diskuterat precis där mänskligt medvetande kommer ifrån. Även om forskningen på detta område är ganska ny och begripligt långsam, tror forskare från George Washington University att de har hittat avstängningsknappen för den mänskliga hjärnan.

Det kallas claustrum. Forskare experimenterade med en enda patient som led av epilepsi och började använda djupa hjärnelektroder för att stimulera delar av hennes hjärna och registrera elektrisk aktivitet i ett försök att ta reda på vilka delar av hennes hjärna som störde och orsakade hennes anfall. Stimulering av klaustrummet - som aldrig hade gjorts tidigare - väckte helt och hållet helt och hållet hennes medvetenhet. Kvinnan slutade att reagera på yttre stimuli och så fort aktiviteten kring hennes claustrum avlägsnades, återfick hon medvetandet utan att komma ihåg att någonsin ha förlorat det.

Medan forskare inte räknar sina kycklingar än, börjar de tänka på vad det betyder för funktionaliteten i den delen av hjärnan. De tror att claustrum verkar för att sammanföra all annan information i hjärnan. Det monterar syn, lukt, smak, tankar och minnen - alla bitar i hjärnan som gör oss vem vi är.

Konsekvenserna av denna forskning kan vara svimlande. Om claustrum är ansvarig för att ge människor sitt definierande medvetande betyder det att vi är ett steg närmare att återskapa det i artificiella hjärnor. I teorin skulle vi kunna omvandla det vi redan har till något vi kan skapa. Vi kommer också att kunna definiera medvetandet mycket mer exakt och det kommer att sträcka sig in i kontroversiella hot-button ämnen som när ett mänskligt foster utvecklar ett medvetande och huruvida djur har samma medvetenhet som människor gör.