Metronomové neurony: nový typ nervových buněk?

Nové vědecké výzkumy objevily typ neuronu, který by fungoval jako druh hodin nebo metronomu a udržoval mozek synchronizovaný.

Tyto mozkové buňky, pokřtěné jménem metronomových neuronů, by mohly hrát zásadní roli při koordinaci nervové aktivity.

• Související článek: "Typy neuronů: vlastnosti a funkce"

Gama vlny: dirigenti orchestru?

Náš mozek je jako velká koncertní síň. Aby bylo možné řídit a řídit četné a komplexní kognitivní procesy, je nutné, aby se aktivovalo několik skupin neuronů a podobně jako různé členové hudebního orchestru pracují v harmonii a vytvářejí symfonii procesů, které nám umožňují vnímat a interagovat s našimi kolem.

Ale stejně jako orchestry může i mozek potřebovat dirigenta, který udrží všechny jeho části aktivní a synchronizované. V tomto smyslu existuje několik neurovědců, kteří tvrdí, že gama rytmy, vlny mozkové buňky, které kolísají s frekvencí přibližně 40 cyklů za sekundu, mohly hrát Tato funkce.

Věří se, že tyto oscilace gama vln by fungovaly jako druh hodin nebo metronomu

který koordinuje přenos informací z jedné skupiny neuronů do druhé, takže se zdá, že existuje Dostatek důkazů naznačuje, že role gama vln v kognitivním zpracování je základní.

Během desetiletí výzkumu u lidí a jiných zvířat byly vzory nalezeny v mnoha oblastech mozku, které byly spojeny s řadou kognitivních procesů, jako je pozornost nebo paměť práce. Některé studie dokonce spojují poruchy těchto gama oscilací s různými neurologickými onemocněními, včetně Alzheimerovy choroby a schizofrenie.

Zdá se však, že neexistuje absolutní shoda. Někteří neurovědci se domnívají, že role gama vln by nebyla tak rozhodující, a ujišťují to tyto rytmy mohou korelovat s mozkovou aktivitou, ale neposkytují k ní významný příspěvek stejný.

Metronomové neurony: studie na myších

Chcete-li zjistit, zda gama vlny skutečně hrály důležitou roli při koordinaci nervové aktivity, Neurovědci z Brown University Moore a Shin zahájili svou studii na myších, zjistili, že dříve neznámá sada neuronů by fungovala jako metronom.

Tyto nově objevené buňky rytmicky střílely na gama frekvencích (30-55 cyklů za sekundu), bez ohledu na to, co se stalo v vnější prostředí a pravděpodobnost, že zvíře zaznamená senzorický podnět, byla spojena se schopností těchto neuronů zvládnout čas.

Moore a Shin začali svůj výzkum jako obecné hledání mozkové aktivity související s vnímáním doteku. A aby tak učinili, implantovali elektrody do specifické oblasti somatosenzorického kortexu myši, zodpovědné za zpracování vstupu ze smyslů. Dále měřili nervovou aktivitu a přitom sledovali schopnost hlodavců vnímat jemné poklepávání na vousy.

Vědci se zaměřili na gama oscilace a rozhodli analyzovat specifickou skupinu mozkových buněk, nazývaných rychle se zrychlující interneurony, protože předchozí studie naznačovaly, že by se mohli podílet na vytváření těchto rychlých rytmů. Analýza odhalila, že podle očekávání do jaké míry tyto buňky střílely na gama frekvence předpovídaly, jak dobře budou myši schopny detekovat kontakt se svými vousky.

Když se ale neurovědci do studie ponořili, zjistili něco zvláštního. A je to tím, že očekávali, že buňky, které se aktivují v reakci na smyslový podnět, budou vykazovat nejsilnější vazby s percepční přesností. Při zkoumání buněk však bylo toto spojení oslabeno. Uvědomili si tedy, že buňky možná nejsou smyslové a fungují jako časoměřiči bez ohledu na to, co se děje v prostředí.

Opakováním analýzy pouze s buňkami, které nereagovaly na senzorický vstup, se spojení s přesností vnímání posílilo. Kromě toho, že tato specifická podskupina neuronů nebyla rušena vnějším prostředím, měla tendenci pravidelně se zvětšovat v intervalech gama rozsahu, jako metronom. je to víc, čím rytmičtější byly buňky, tím lépe se zdálo, že zvířata detekují klepání na vousy. Zdálo se, že se děje, pokračující metaforou zahajovacího koncertního sálu, že čím lépe bude dirigent hospodařit s časem, tím lepší bude orchestr.

• Mohlo by vás zajímat: "Typy mozkových vln: Delta, Theta, Alfa, Beta a Gamma"

hodiny mozku

Všichni jsme někdy slyšeli o vnitřních hodinách nebo biologických hodinách. A to je ono náš mozek reaguje na plynutí času fyziologickými systémy které nám umožňují žít v souladu s rytmy přírody, jako jsou cykly dne a noci nebo roční období.

Lidský mozek používá dvě „hodiny“. První, naše vnitřní hodiny, které nám umožňují detekovat plynutí času a jsou nezbytné pro každodenní fungování. Pomocí těchto hodin můžeme například měřit čas, který uplynul mezi dvěma aktivitami, vědět, kolik času jsme strávili plněním úkolu, jako je např. řídit nebo studovat, protože jinak by tento typ práce pokračoval donekonečna, aniž bychom měli ponětí o čase, který uplynul. minulost.

Druhé hodiny mohly nejen běžet paralelně s prvními, ale mohly jim dokonce konkurovat. Tento mozkový systém by byl umístěn uvnitř prvních hodin a bude pracovat ve spolupráci s mozkovou kůrou na integraci časových informací. Tento mechanismus by byl proveden například ve chvílích, kdy naše tělo věnuje pozornost tomu, jak čas plynul.

Pocit, že jsme si vědomi uplynulého času, je stejně nezbytný jako udržování paměti toho, co jsme během procesu udělali. A zde vstupuje do hry struktura mozku, jako je mozek. hippocampus, který má na starosti procesy, jako je inhibice, dlouhodobá paměť nebo prostor, a také podle nejnovějších vědeckých studií hraje zásadní roli při zapamatování plynutí času.

V budoucnu bude nezbytné pokračovat ve vývoji nových léčebných postupů a ve zkoumání vztahu mezi těmito mozkovými strukturami a našimi vnitřními hodinami s neurodegenerativními onemocněními. jako je Alzheimerova choroba a další typy demence, stejně jako s duševními poruchami a onemocněními mozku, na kterých se podílejí procesy degenerace představy o čase a prostoru tělesně.

Bibliografické odkazy:

• Brown University (2019). Neurovědci objevují typ neuronu, který funguje jako mozkový metronom. ScienceDaily. K dispozici v: https://www.sciencedaily.com/releases/2019/07/190718112415.htm.