Metronomneuronen: eine neue Art von Nervenzelle?

Neue wissenschaftliche Untersuchungen haben eine Art Neuron entdeckt, das als eine Art Uhr oder Metronom fungiert und das Gehirn synchronisiert hält.

Diese Gehirnzellen, getauft mit dem Namen Metronomneuronen, könnte eine grundlegende Rolle bei der Koordination der neuronalen Aktivität spielen.

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Gammawellen: Die Dirigenten des Orchesters?

Unser Gehirn ist wie ein großer Konzertsaal. Um zahlreiche und komplexe kognitive Prozesse zu lenken und zu steuern, müssen mehrere Gruppen von Neuronen aktiviert werden und, wie die verschiedenen Mitglieder eines Musikorchesters, arbeiten harmonisch zusammen, um eine Symphonie von Prozessen zu erzeugen, die es uns ermöglichen, unsere Wahrnehmung wahrzunehmen und mit ihr zu interagieren um.

Aber genau wie Orchester braucht das Gehirn möglicherweise einen Dirigenten, um alle seine Teile aktiv und synchron zu halten. In diesem Sinne gibt es mehrere Neurowissenschaftler, die behaupten, dass Gamma-Rhythmen Wellen sind Gehirnzellen, die mit einer Frequenz von etwa 40 Zyklen pro Sekunde schwanken, spielen könnten Diese Funktion.

Es wird angenommen, dass diese Schwingungen der Gammawellen würden wie eine Art Uhr oder Metronom wirken das die Informationsübertragung von einer Gruppe von Neuronen zu einer anderen koordiniert, so scheint es eine zu geben Zahlreiche Beweise deuten darauf hin, dass die Rolle von Gammawellen bei der kognitiven Verarbeitung ist grundlegend.

Über Jahrzehnte der Forschung an Menschen und anderen Tieren wurden Muster in vielen Bereichen der Gehirn, die mit einer Vielzahl von kognitiven Prozessen wie Aufmerksamkeit oder Erinnerung in Verbindung gebracht wurden Arbeit. Einige Studien haben sogar Störungen in diesen Gamma-Oszillationen mit verschiedenen neurologischen Erkrankungen, einschließlich der Alzheimer-Krankheit, in Verbindung gebracht Schizophrenie.

Es scheint jedoch keinen absoluten Konsens zu geben. Einige Neurowissenschaftler glauben, dass die Rolle, die Gammawellen spielen, nicht so entscheidend wäre, und sie versichern das Diese Rhythmen könnten mit der Gehirnaktivität korrelieren, liefern aber keinen signifikanten Beitrag dazu Dasselbe.

Metronomneuronen: Studien an Mäusen

Um zu untersuchen, ob Gammawellen wirklich eine wichtige Rolle bei der Koordination der neuronalen Aktivität spielten, Die Neurowissenschaftler Moore und Shin von der Brown University begannen ihre Studie an Mäusenund entdeckte, dass ein zuvor unbekannter Satz von Neuronen als Metronom fungieren würde.

Diese neu entdeckten Zellen feuerten rhythmisch mit Gamma-Frequenzen (30-55 Zyklen pro Sekunde), unabhängig davon, was in der Zelle passierte äußere Umgebung, und die Wahrscheinlichkeit, dass ein Tier einen Sinnesreiz wahrnehmen würde, war mit der Fähigkeit dieser Neuronen verbunden, damit umzugehen Zeit.

Moore und Shin begannen ihre Forschung als allgemeine Suche nach Gehirnaktivität im Zusammenhang mit der Wahrnehmung von Berührungen. Dazu implantierten sie Elektroden in einen bestimmten Bereich des somatosensorischen Cortex der Maus, der für die Verarbeitung von Sinneseindrücken verantwortlich ist. Als nächstes maßen sie die neuronale Aktivität, während sie die Fähigkeit der Nagetiere beobachteten, subtiles Klopfen an ihren Schnurrhaaren zu spüren.

Die Forscher konzentrierten sich auf Gamma-Oszillationen und beschlossen, eine bestimmte Gruppe von Gehirnzellen zu analysieren, die als schnell beschleunigende Interneuronen bezeichnet werden, weil frühere Studien darauf hindeuteten, dass sie an der Erzeugung dieser schnellen Rhythmen beteiligt sein könnten. Die Analyse ergab, dass, wie erwartet, das Ausmaß, in dem diese Zellen auf die feuerten Gammafrequenzen sagten voraus, wie gut die Mäuse in der Lage sein würden, Kontakt mit ihrem zu erkennen Schnurrhaare.

Aber als sich Neurowissenschaftler mit der Studie befassten, fanden sie etwas Seltsames. Und sie erwarteten, dass die Zellen, die als Reaktion auf einen sensorischen Reiz aktiviert würden, die stärksten Verbindungen zur Wahrnehmungspräzision zeigen würden. Bei der Untersuchung der Zellen wurde diese Verbindung jedoch geschwächt. Sie erkannten also, dass die Zellen möglicherweise nicht sensorisch sind und als Zeitnehmer fungieren, unabhängig davon, was in der Umgebung passiert.

Indem die Analyse nur mit den Zellen wiederholt wurde, die nicht auf sensorische Eingaben reagierten, wurde die Verbindung mit der Wahrnehmungsgenauigkeit stärker. Abgesehen davon, dass diese spezifische Untergruppe von Neuronen nicht von der äußeren Umgebung gestört wurde, neigte sie dazu, regelmäßig in Intervallen im Gammabereich zuzunehmen, wie ein Metronom. Es ist mehr, Je rhythmischer die Zellen, desto besser schienen die Tiere das Schnurrbartklopfen zu erkennen. Was anscheinend passierte, um mit der Metapher des Eröffnungskonzertsaals fortzufahren, war, dass das Orchester umso besser sein wird, je besser der Dirigent im Zeitmanagement ist.

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die Uhren des Gehirns

Wir alle haben schon einmal von der inneren Uhr oder der biologischen Uhr gehört. Und das ist es Unser Gehirn reagiert auf das Vergehen der Zeit durch physiologische Systeme die es uns ermöglichen, im Einklang mit den Rhythmen der Natur zu leben, wie zum Beispiel den Zyklen von Tag und Nacht oder den Jahreszeiten.

Das menschliche Gehirn verwendet zwei „Uhren“. Die erste, unsere innere Uhr, die es uns ermöglicht, den Lauf der Zeit zu erkennen, und die für das Funktionieren unseres Alltags unerlässlich ist. Mit dieser Uhr können wir zum Beispiel die zwischen zwei Aktivitäten verstrichene Zeit messen, wissen, wie viel Zeit wir für eine Aufgabe wie aufgewendet haben Autofahren oder Lernen, da diese Art von Hausarbeit sonst endlos weitergehen würde, ohne dass wir eine Vorstellung von der verstrichenen Zeit hätten. Vergangenheit.

Die zweite Uhr könnte nicht nur parallel zur ersten laufen, sondern sogar mit ihr konkurrieren. Dieses Gehirnsystem würde in der ersten Uhr untergebracht sein, und würde mit der Großhirnrinde zusammenarbeiten, um zeitliche Informationen zu integrieren. Dieser Mechanismus würde zum Beispiel in den Momenten ausgeführt, in denen unser Körper darauf achtet, wie die Zeit vergangen ist.

Das Gefühl, sich der verstrichenen Zeit bewusst zu sein, ist ebenso notwendig wie die Erinnerung an das, was wir während des Prozesses getan haben. Und hier kommt eine Gehirnstruktur wie das Gehirn ins Spiel. Hippocampus, verantwortlich für Prozesse wie Hemmung, Langzeitgedächtnis oder Raum, und spielt laut neuesten wissenschaftlichen Studien eine grundlegende Rolle bei der Erinnerung an den Lauf der Zeit.

In Zukunft wird es von entscheidender Bedeutung sein, weiterhin neue Behandlungen zu entwickeln und die Beziehung zwischen diesen Gehirnstrukturen und unserer inneren Uhr bei neurodegenerativen Erkrankungen zu untersuchen. wie Alzheimer und andere Demenzerkrankungen, sowie bei psychischen Störungen und Hirnerkrankungen, bei denen Prozesse der Degeneration von Zeit- und Raumvorstellungen im Spiel sind körperlich.

Bibliographische Referenzen:

• Braune Universität (2019). Neurowissenschaftler entdecken einen Neuronentyp, der als Metronom des Gehirns fungiert. ScienceDaily. Verfügbar in: https://www.sciencedaily.com/releases/2019/07/190718112415.htm.