Metronomin neuronit: uudenlainen hermosolu?

Uudet tieteelliset tutkimukset ovat löytäneet eräänlaisen neuronityypin, joka toimisi eräänlaisena kellona tai metronomina pitäen aivot synkronoituina.

Nämä aivosolut, kastettu metronomin hermosolujen nimellä, voi olla tärkeä rooli hermotoiminnan koordinoinnissa.

• Aiheeseen liittyvä artikkeli: "Neuronityypit: ominaisuudet ja toiminnot"

Gamma-aallot: orkesterin kapellimestarit?

Aivomme ovat kuin iso konserttisali. Lukuisten ja monimutkaisten kognitiivisten prosessien ohjaamiseksi ja hallitsemiseksi on välttämätöntä, että useat neuroniryhmät aktivoituvat ja kuten erilaiset musiikkiorkesterin jäsenet työskentelevät harmoniassa tuottaakseen sinfonia prosesseista, joiden avulla voimme havaita ja olla vuorovaikutuksessa noin.

Mutta aivan kuten orkesterit, aivot saattavat tarvita kapellimestarin pitääkseen kaikki osansa aktiivisina ja synkronoituna. Tässä mielessä on useita neurotieteilijöitä, jotka pitävät gammarytmejä, aaltoja aivosolut, jotka vaihtelevat taajuudella noin 40 sykliä sekunnissa, voisivat pelata Tämä toiminto.

Uskotaan että nämä gamma-aaltojen värähtelyt toimisivat eräänlaisena kellona tai metronomina joka koordinoi tiedon siirtoa yhdestä neuroniryhmästä toiseen, joten näyttää olevan olemassa Runsaat todisteet viittaavat siihen, että gamma-aaltojen rooli kognitiivisessa prosessoinnissa on perustavanlaatuinen.

Vuosikymmenten aikana ihmisillä ja muilla eläimillä tehdyn tutkimuksen aikana malleja on löydetty monilta alueilta aivot, jotka on yhdistetty erilaisiin kognitiivisiin prosesseihin, kuten huomioimiseen tai muistiin Job. Jotkut tutkimukset ovat jopa yhdistäneet näiden gammavärähtelyjen häiriöt erilaisiin neurologisiin sairauksiin, kuten Alzheimerin tautiin ja skitsofrenia.

Absoluuttista yksimielisyyttä ei kuitenkaan näytä olevan. Jotkut neurotieteilijät uskovat, että gamma-aaltojen rooli ei olisi niin ratkaiseva, ja he vakuuttavat, että nämä rytmit voivat korreloida aivojen toiminnan kanssa, mutta eivät tarjoa merkittävää panosta aivotoimintaan sama.

Metronomin neuronit: tutkimukset hiirillä

Sen tutkimiseksi, oliko gamma-aalloilla todella tärkeä rooli hermotoiminnan koordinoinnissa, Brownin yliopiston neurotieteilijät Moore ja Shin aloittivat tutkimuksensa hiirillä, havaitsi, että aiemmin tuntematon neuronijoukko toimisi metronomina.

Nämä äskettäin löydetyt solut ampuivat rytmisesti gammataajuuksilla (30-55 sykliä sekunnissa) riippumatta siitä, mitä ulkoiseen ympäristöön, ja todennäköisyys, että eläin havaitsee aistinvaraisen ärsykkeen, liittyi näiden hermosolujen kykyyn käsitellä aika.

Moore ja Shin aloittivat tutkimuksensa yleisestä kosketuksen havaitsemiseen liittyvän aivotoiminnan etsimisestä. Ja tehdäkseen niin, he istuttivat elektrodeja hiiren somatosensorisen aivokuoren tietylle alueelle, joka vastasi aistien syötteen käsittelystä. Seuraavaksi he mittasivat hermotoimintaa ja tarkkailivat jyrsijöiden kykyä havaita hienovaraista viiksiensä koputusta.

Tutkijat keskittyivät gammavärähtelyihin ja päätti analysoida tietyn ryhmän aivosoluja, joita kutsutaan nopeasti kiihtyviksi interneuroneiksi, koska aiemmat tutkimukset olivat ehdottaneet, että he voisivat osallistua näiden nopeiden rytmien luomiseen. Analyysi paljasti, että odotetusti, missä määrin nämä solut ampuivat gamma-taajuudet ennustivat kuinka hyvin hiiret pystyisivät havaitsemaan kontaktin heidän kanssaan viikset.

Mutta kun neurotieteilijät syventyivät tutkimukseen, he löysivät jotain outoa. Ja he odottivat, että solut, jotka aktivoituvat vasteena aistiärsykkeelle, osoittaisivat vahvimmat yhteydet havaintotarkkuudella. Soluja tutkittaessa tämä linkki oli kuitenkin heikentynyt. Joten he ymmärsivät, että kenties solut eivät ole sensorisia ja toimivat ajanottajina riippumatta siitä, mitä ympäristössä tapahtuu.

Toistamalla analyysi vain niillä soluilla, jotka eivät reagoineet aistisyötteeseen, yhteys havaintotarkkuuteen vahvistui. Sen lisäksi, että ulkoinen ympäristö ei häiriinnyt tätä hermosolujen erityisosaa, sillä oli taipumus kasvaa säännöllisesti gamma-alueen välein, kuten metronomilla. Se on enemmän, mitä rytmisempi solut, sitä paremmin eläimet näyttivät havaitsevan viiksien koputuksen. Avauskonserttisalin metaforaa jatkettaessa näytti tapahtuvan, että mitä paremmin kapellimestari hallitsee aikaa, sitä parempi orkesteri on.

• Saatat olla kiinnostunut: "Aivoaaltojen tyypit: Delta, Theta, Alfa, Beta ja Gamma"

aivojen kellot

Olemme kaikki kuulleet sisäisestä kellosta tai biologisesta kellosta jossain vaiheessa. Ja se on sitä aivomme reagoivat ajan kulumiseen fysiologisten järjestelmien kautta joiden avulla voimme elää sopusoinnussa luonnon rytmien, kuten päivän ja yön tai vuodenaikojen kiertokulkujen kanssa.

Ihmisaivot käyttävät kahta "kelloa". Ensimmäinen, sisäinen kellomme, jonka avulla voimme havaita ajan kulumisen ja joka on välttämätöntä päivittäisessä toiminnassamme. Tällä kellolla voimme esimerkiksi mitata kahden toiminnon välillä kulunutta aikaa, tietää kuinka paljon aikaa olemme käyttäneet jonkin tehtävän tekemiseen, esim. ajaa autoa tai opiskella, koska muuten tämän tyyppiset työt jatkuisivat loputtomiin ilman, että meillä olisi käsitystä kuluneesta ajasta. mennyt.

Toinen kello ei vain voinut toimia rinnakkain ensimmäisen kanssa, vaan jopa kilpailla sen kanssa. Tämä aivojärjestelmä sijaitsisi ensimmäisen kellon sisällä ja toimisi yhteistyössä aivokuoren kanssa integroidakseen ajallista tietoa. Tämä mekanismi toteutuisi esimerkiksi hetkinä, jolloin kehomme kiinnittää huomiota ajan kulumiseen.

Tunne siitä, että olemme tietoisia kuluneesta ajasta, on aivan yhtä tarpeellista kuin muiston säilyttäminen siitä, mitä olemme tehneet prosessin aikana. Ja tässä aivorakenne, kuten aivot, tulee peliin. hippokampus, joka on vastuussa prosesseista, kuten esto, pitkäkestoinen muisti tai avaruus, ja sillä on uusimpien tieteellisten tutkimusten mukaan keskeinen rooli ajan kulumisen muistamisessa.

Tulevaisuudessa on välttämätöntä jatkaa uusien hoitojen kehittämistä ja tutkia näiden aivorakenteiden ja sisäisten kellojemme välistä suhdetta hermostoa rappeutuviin sairauksiin. kuten Alzheimerin tauti ja muut dementian tyypit sekä mielenterveyshäiriöt ja aivosairaudet, joihin liittyy ajan ja tilan käsitteen rappeutumisprosesseja kehollinen.

Bibliografiset viittaukset:

• Brownin yliopisto (2019). Neurotieteilijät löytävät neuronityypin, joka toimii aivojen metronomina. ScienceDaily. Saatavilla: https://www.sciencedaily.com/releases/2019/07/190718112415.htm.