Метрономни неврони: нов тип нервна клетка?

Нови научни изследвания са открили вид неврон, който би действал като вид часовник или метроном, поддържайки мозъка синхронизиран.

Тези мозъчни клетки, кръстени с името метрономни неврони, може да играе основна роля в координирането на невронната активност.

• Свързана статия: "Видове неврони: характеристики и функции"

Гама вълни: диригентите на оркестъра?

Нашият мозък е като голяма концертна зала. За да се насочват и управляват множество и сложни когнитивни процеси, е необходимо няколко групи неврони да се активират и, подобно на различните членове на музикален оркестър, работят в хармония, за да създадат симфония от процеси, които ни позволяват да възприемаме и взаимодействаме с нашите наоколо.

Но точно като оркестрите, мозъкът може да се нуждае от диригент, който да поддържа всичките му части активни и синхронизирани. В този смисъл има няколко невролози, които твърдят, че гама ритми, вълни мозъчните клетки, които се колебаят с честота от приблизително 40 цикъла в секунда, могат да играят Тази функция.

Вярва се, че тези трептения на гама вълните биха действали като вид часовник или метроном който координира трансфера на информация от една група неврони към друга, така че изглежда има Много доказателства сочат, че ролята на гама вълните в когнитивната обработка е фундаментален.

В продължение на десетилетия на изследвания при хора и други животни бяха открити модели в много области на мозъка, които са свързани с различни когнитивни процеси, като внимание или памет работа. Някои проучвания дори свързват смущенията в тези гама трептения с различни неврологични заболявания, включително болестта на Алцхаймер и шизофрения.

Изглежда обаче, че няма абсолютен консенсус. Някои невролози смятат, че ролята на гама вълните не би била толкова решаваща и уверяват, че тези ритми могат да корелират с мозъчната активност, но не дават значителен принос за един и същ.

Метрономни неврони: изследвания върху мишки

За да изследваме дали гама вълните наистина играят важна роля в координирането на невронната активност, Невролозите от Браунския университет Мур и Шин започнаха изследването си върху мишки, откривайки, че неизвестен досега набор от неврони ще действа като метроном.

Тези новооткрити клетки се задействаха ритмично на гама честоти (30-55 цикъла в секунда), независимо от случилото се в външна среда и вероятността животното да открие сетивен стимул се свързва със способността на тези неврони да се справят с време.

Мур и Шин започват своето изследване като общо търсене на мозъчна дейност, свързана с възприемането на допир. И за да направят това, те имплантираха електроди в специфична област от соматосензорния кортекс на мишката, отговорна за обработката на информация от сетивата. След това те измерват невронната активност, докато наблюдават способността на гризачите да усещат едва доловимо почукване по мустаците си.

Изследователите се фокусираха върху гама трептенията и реши да анализира специфична група мозъчни клетки, наречени бързо ускоряващи се интерневрони, тъй като предишни проучвания предполагат, че те могат да участват в генерирането на тези бързи ритми. Анализът разкри, че, както се очакваше, степента, до която тези клетки стреляха по гама честотите предсказаха колко добре мишките ще могат да открият контакт със своите мустаци.

Но когато невролозите се заровиха в изследването, откриха нещо странно. И това е, че те са очаквали, че клетките, които ще се активират в отговор на сетивен стимул, ще покажат най-силните връзки с перцептивна точност. Въпреки това, при изследване на клетките, тази връзка беше отслабена. Така те разбраха, че може би клетките не са сензорни и действат като часовници, независимо от това какво се случва в околната среда.

Чрез повтаряне на анализа само с клетките, които не реагираха на сензорен вход, връзката с перцептивната точност стана по-силна. В допълнение към необезпокояваността от външната среда, тази специфична подгрупа от неврони има тенденция да се увеличава редовно в интервали от гама диапазон, като метроном. Повече е, колкото по-ритмични са клетките, толкова по-добре животните изглеждат в откриването на потупване на мустаци. Това, което изглежда се случва, продължавайки с метафората за откриването на концертната зала, е, че колкото по-добър е диригентът в управлението на времето, толкова по-добър ще бъде оркестърът.

• Може да се интересувате от: "Видове мозъчни вълни: Делта, Тета, Алфа, Бета и Гама"

часовниците на мозъка

Всички сме чували за вътрешния часовник или биологичния часовник в даден момент. И това е нашият мозък реагира на времето през физиологичните системи които ни позволяват да живеем в хармония с ритъма на природата, като циклите на деня и нощта или този на сезоните.

Човешкият мозък използва два „часовника“. Първият, нашият вътрешен часовник, който ни позволява да откриваме изтичането на времето и е от съществено значение за функционирането ни в ежедневието. С този часовник можем например да измерваме времето, изминало между две дейности, да знаем колко време сме прекарали в изпълнение на задача като шофиране или учене, тъй като в противен случай този тип задължения биха продължили безкрайно, без да имаме представа за изминалото време. минало.

Вторият часовник не само можеше да върви успоредно на първия, но дори можеше да се конкурира с него. Тази мозъчна система ще се помещава в първия часовник и ще работи в сътрудничество с мозъчната кора за интегриране на времева информация. Този механизъм би се задействал например в моментите, в които тялото ни обръща внимание на това как е минало времето.

Усещането за осъзнаване на изминалото време е също толкова необходимо, колкото и поддържането на спомен за това, което сме направили по време на процеса. И тук влиза в действие мозъчна структура като мозъка. хипокампус, отговарящ за процеси като инхибиране, дългосрочна памет или пространство, както и играе основна роля в запомнянето на изминалото време, според най-новите научни изследвания.

В бъдеще ще бъде от съществено значение да продължим да разработваме нови лечения и да изследваме връзката между тези мозъчни структури и нашите вътрешни часовници с невродегенеративните заболявания. като болестта на Алцхаймер и други видове деменция, както и с психични разстройства и мозъчни заболявания, при които са включени процеси на дегенерация на представата за време и пространство телесен.

Библиографски справки:

• Университет Браун (2019). Невролозите откриват тип неврон, който действа като метроном на мозъка. ScienceDaily. Достъпен в: https://www.sciencedaily.com/releases/2019/07/190718112415.htm.