נוירוני מטרונום: סוג חדש של תאי עצב?

חקירות מדעיות חדשות גילו סוג של נוירון שיפעל כמעין שעון או מטרונום, שומר על סנכרון המוח.

תאי מוח אלה, הוטבלו בשם של נוירונים מטרונום, יכול למלא תפקיד בסיסי בתיאום פעילות עצבית.

• מאמר קשור: "סוגי נוירונים: מאפיינים ותפקודים"

גלי גמא: מנצחי התזמורת?

המוח שלנו הוא כמו אולם קונצרטים גדול. על מנת לכוון ולנהל תהליכים קוגניטיביים רבים ומורכבים, יש צורך בהפעלת מספר קבוצות של נוירונים וכמו השונות חברי תזמורת מוזיקלית, פועלים בהרמוניה כדי לייצר סימפוניה של תהליכים המאפשרים לנו לתפוס ולתקשר איתם סְבִיב.

אבל בדיוק כמו תזמורות, המוח עשוי להזדקק למנצח כדי לשמור על כל חלקיו פעילים ומסונכרנים. במובן זה, ישנם מספר מדעני מוח שגורסים כי מקצבי גמא, גלים תאי מוח שמתנודדים בתדירות של כ-40 מחזורים לשנייה, יכולים לשחק הפונקציה הזו.

מאמינים ש תנודות אלו של גלי הגמא יפעלו כמעין שעון או מטרונום שמתאם את העברת המידע מקבוצה אחת של נוירונים לאחרת, כך נראה שיש עדויות רבות מצביעות על כך שתפקידם של גלי גמא בעיבוד קוגניטיבי הוא בסיסי.

במשך עשרות שנים של מחקר בבני אדם ובבעלי חיים אחרים, נמצאו דפוסים באזורים רבים של ה- מוח שהיו קשורים למגוון תהליכים קוגניטיביים, כגון קשב או זיכרון של עבודה. כמה מחקרים אפילו קשרו הפרעות בתנודות גמא אלה עם מחלות נוירולוגיות שונות, כולל מחלת אלצהיימר

סכִיזוֹפרֶנִיָה.

עם זאת, נראה שאין הסכמה מוחלטת. כמה מדעני מוח מאמינים שהתפקיד של גלי גמא לא יהיה כה מכריע, והם מבטיחים כי מקצבים אלו יכולים להיות קשורים לפעילות המוח, אך אינם מספקים תרומה משמעותית ל אותו.

נוירוני מטרונום: מחקרים בעכברים

כדי לחקור האם גלי גמא באמת מילאו תפקיד חשוב בתיאום הפעילות העצבית, מדעני המוח מאוניברסיטת בראון, מור ושין, החלו את המחקר שלהם בעכברים, מגלה שמערכת נוירונים לא ידועה בעבר תפעל כמטרונום.

תאים שהתגלו לאחרונה ירו בצורה קצבית בתדרי גמא (30-55 מחזורים לשנייה), ללא קשר למה שקרה ב סביבה חיצונית, וההסתברות שחיה תזהה גירוי חושי הייתה קשורה ליכולת של נוירונים אלה להתמודד עם זְמַן.

מור ושין החלו את המחקר שלהם כחיפוש כללי אחר פעילות מוחית הקשורה לתפיסת המגע. וכדי לעשות זאת, הם השתילו אלקטרודות באזור מסוים בקליפת המוח הסומטו-סנסורית של העכבר, האחראית על עיבוד קלט מהחושים. לאחר מכן, הם מדדו פעילות עצבית תוך התבוננות ביכולתם של המכרסמים לחוש הקשה עדינה על השפם שלהם.

החוקרים התמקדו בתנודות גמא ו החליטו לנתח קבוצה מסוימת של תאי מוח, הנקראים אינטרנוירונים מאיצים במהירות, כי מחקרים קודמים העלו שהם יכולים להשתתף ביצירת המקצבים המהירים האלה. הניתוח העלה כי, כצפוי, מידת הירי של התאים הללו לעבר תדרי גמא חזו עד כמה העכברים יוכלו לזהות מגע איתם שָׂפָם.

אבל כשמדעני מוח התעמקו במחקר, הם גילו משהו מוזר. וזה שהם ציפו שהתאים שיפעלו בתגובה לגירוי חושי, יראו את הקשרים החזקים ביותר עם דיוק תפיסתי. עם זאת, לאחר בדיקת התאים, הקשר הזה נחלש. אז הם הבינו שאולי התאים אינם חושיים ופועלים כשומרי זמן, ללא קשר למה שקורה בסביבה.

על ידי חזרה על הניתוח רק עם התאים שלא הגיבו לקלט חושי, הקשר עם הדיוק התפיסתי התחזק. בנוסף להיותה בלתי מופרעת על ידי הסביבה החיצונית, תת-קבוצה ספציפית זו של נוירונים נטו לעלות באופן קבוע במרווחי טווח גמא, כמו מטרונום. זה יותר, ככל שהתאים קצביים יותר, כך החיות נראו טובות יותר בזיהוי הקישות שפם. מה שנראה היה שקורה, בהמשך למטאפורת אולם הקונצרטים הפותחת, הוא שככל שהמנצח יהיה טוב יותר בניהול הזמן, כך התזמורת תהיה טובה יותר.

• אולי יעניין אותך: "סוגי גלי המוח: דלתא, תטא, אלפא, בטא וגמא"

השעונים של המוח

כולנו שמענו על השעון הפנימי או השעון הביולוגי בשלב מסוים. וזהו זה המוח שלנו מגיב לחלוף הזמן דרך מערכות פיזיולוגיות המאפשרים לנו לחיות בהרמוניה עם מקצבי הטבע, כמו מחזורי היום והלילה, או זה של עונות השנה.

המוח האנושי משתמש בשני "שעונים". הראשון, השעון הפנימי שלנו, המאפשר לנו לזהות את חלוף הזמן וחיוני לתפקוד ביום יום שלנו. עם השעון הזה אנחנו יכולים, למשל, למדוד את הזמן שחלף בין שתי פעילויות, לדעת כמה זמן השקענו בביצוע משימה כמו נהיגה או לימודים, כי אחרת סוג זה של מטלות היה נמשך ללא הגבלת זמן מבלי שיהיה לנו מושג על הזמן שחלף. עבר.

השעון השני לא רק יכול היה לרוץ במקביל לראשון, אלא אפילו יכול להתחרות בו. מערכת המוח הזו תמוקם בתוך השעון הראשון, ו יעבוד בשיתוף פעולה עם קליפת המוח כדי לשלב מידע זמני. מנגנון זה יתבצע, למשל, ברגעים בהם הגוף שלנו שם לב לאופן שחלף הזמן.

התחושה של מודעים לזמן שחלף נחוצה בדיוק כמו שמירה על זיכרון של מה שעשינו במהלך התהליך. וכאן נכנס לתמונה מבנה מוחי כמו המוח. היפוקמפוס, אחראי על תהליכים כמו עיכוב, זיכרון לטווח ארוך או מרחב, וכן ממלא תפקיד מהותי בזכירת חלוף הזמן, על פי המחקרים המדעיים האחרונים.

בעתיד, זה יהיה חיוני להמשיך ולפתח טיפולים חדשים ולחקור את הקשר בין מבני המוח הללו והשעונים הפנימיים שלנו עם מחלות ניווניות. כמו אלצהיימר וסוגים אחרים של דמנציה, וכן עם הפרעות נפשיות ומחלות מוח שבהן מעורבים תהליכי ניוון של מושג הזמן והמרחב גופני.

הפניות ביבליוגרפיות:

• אוניברסיטת בראון (2019). מדעני מוח מגלים סוג נוירון שפועל כמטרונום של המוח. ScienceDaily. אפשר להשיג ב: https://www.sciencedaily.com/releases/2019/07/190718112415.htm.