СПЕЦИАЛЬНЫЙ НЕЙРОН ДЕРЖИТ НАПРАВЛЕНИЕ КАК КОМПАС

Исследователи сообщают, что уникальный тип нейрона работает как компас.

Представьте себе, что сейчас 5 вечера, когда вы покидаете парковку на работе, но понимаете, что понятия не имеете, куда идти домой. Вы знаете, где вы находитесь и на какой улице находится ваш дом — просто вы не можете вспомнить, как туда добраться.

Это то, что происходит с людьми с повреждением той части мозга, которая называется ретросплениальной корой, ключевой областью, вовлеченной во внутренний компас органа. Несмотря на свою важность для навигации , нейроны и схемы, которые он использует, чтобы помочь доставить людей из офиса в дом, остаются недостаточно изученными.

Записывая сигналы от отдельных нейронов в мозге мыши, исследователи идентифицировали отчетливый возбуждающий нейрон в ретросплениальной коре. Нейрон идеально подходит для кодирования информации о направлении в течение длительного времени.

«Регулярные нейроны в коре хорошо кодируют информацию о направлении только тогда, когда вы двигаете головой, но что происходит, когда ваша голова неподвижна? Вам все еще нужно знать, в каком направлении вы находитесь, чтобы использовать эту информацию для планирования своего маршрута », — говорит Омар Ахмед, доцент кафедры психологии, нейробиологии и биомедицинской инженерии в Университете Мичигана и ведущий автор исследования в Сотовые отчеты .

«В идеале вам нужен другой вид нейрона — нейрон, который может непрерывно кодировать вашу ориентацию в течение длительного времени, даже когда ваша голова не движется».

Типичные возбуждающие нейроны довольно быстро замедляют свое срабатывание. Напротив, недавно идентифицированные нейроны могут продолжать излучать свои сигналы с высокой скоростью в течение длительных периодов времени — они постоянны и быстры.

Второе различие заключается в их способности реагировать на входные данные — эти уникальные нейроны, называемые нейронами с низкой реобазой, — гиперэквивалентны, а это означает, что им нужно мало входных данных для активации.

«Более простое название этого маленького, но цепкого маленького нейрона , как подсказал мой одноклассник, было бы« Маленький нейрон, который мог бы », — говорит Эллен Бреннан, аспирант, которая определила эти уникальные нейроны.

«Это идеальное имя, потому что оно подчеркивает настойчивость, которая делает их оптимально подходящими для продолжения кода. Для сравнения, другие типичные возбуждающие нейроны здесь медленные и упрямые».

«Таким образом, вопрос заключался в том, могут ли эти нейроны с низкой реобазой обрабатывать информацию о направлении лучше, чем типичные возбуждающие нейроны» — говорит Шьям Судхакар, научный сотрудник лаборатории Ахмеда, который создал компьютерные модели этих нейронов, чтобы показать, что ответ «да».

«Для моего мозга важно знать, когда я меняю направление, но плохо, если все, что обнаруживает мой мозг, — это изменение», — говорит Бреннан. «Компас всегда должен знать, какой путь лежит на север. Это не было бы полезно без этого постоянного чувства направления.

В настоящее время исследователи сосредоточены на понимании того, как эти уникальные нейроны изменяются на модельных мышах с болезнью Альцгеймера.

«Ретросплениальная кора очень важна для пространственной ориентации, но является одной из самых ранних областей мозга, которые проявляют дисфункциональную активность у пациентов с болезнью Альцгеймера», — говорит Ахмед. «Вероятно, именно поэтому подавляющее большинство пациентов с болезнью Альцгеймера страдают от пространственной дезориентации и легко теряются — потому что их ретросплениальные клетки не работают так, как следовало бы.

«Понимая, как ретросплениальные клетки кодируют информацию, подобную компасу, в здоровом мозге по сравнению с мозгом Альцгеймера, мы надеемся начать работать над новыми методами лечения».

 

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

19 − 13 =