მეტრონომის ნეირონები: ახალი ტიპის ნერვული უჯრედი?

ახალმა მეცნიერულმა გამოკვლევებმა აღმოაჩინეს ნეირონის ტიპი, რომელიც იმოქმედებს როგორც საათის ან მეტრონომის ფუნქცია და ტვინს სინქრონიზებულს უნარჩუნებს.

ეს ტვინის უჯრედები, მონათლული მეტრონომის ნეირონების სახელით, შეუძლია ფუნდამენტური როლი ითამაშოს ნერვული აქტივობის კოორდინაციაში.

• დაკავშირებული სტატია: "ნეირონების ტიპები: მახასიათებლები და ფუნქციები"

გამა ტალღები: ორკესტრის დირიჟორები?

ჩვენი ტვინი დიდ საკონცერტო დარბაზს ჰგავს. მრავალი და რთული შემეცნებითი პროცესის წარმართვისა და მართვის მიზნით, აუცილებელია ნეირონების რამდენიმე ჯგუფის გააქტიურება და, ისევე როგორც სხვადასხვა მუსიკალური ორკესტრის წევრები მუშაობენ ჰარმონიაში, რათა წარმოქმნან პროცესების სიმფონია, რომელიც საშუალებას გვაძლევს აღვიქვათ და ვიურთიერთოთ ჩვენი ირგვლივ.

მაგრამ ისევე, როგორც ორკესტრებს, ტვინს შესაძლოა სჭირდებოდეს დირიჟორი, რათა ყველა მისი ნაწილი იყოს აქტიური და სინქრონული. ამ თვალსაზრისით, არსებობს რამდენიმე ნეირომეცნიერი, რომლებიც ინარჩუნებენ გამა რიტმებს, ტალღებს ტვინის უჯრედებს, რომლებიც მერყეობენ დაახლოებით 40 ციკლის სიხშირით წამში, შეუძლიათ თამაში ეს ფუნქცია.

ითვლება, რომ გამა ტალღების ეს რხევები ერთგვარი საათის ან მეტრონომის როლს ასრულებდა რომელიც კოორდინაციას უწევს ინფორმაციის გადაცემას ნეირონების ერთი ჯგუფიდან მეორეზე, ასე რომ, როგორც ჩანს, არსებობს უამრავი მტკიცებულება ვარაუდობს, რომ გამა ტალღების როლი კოგნიტურ დამუშავებაში არის ფუნდამენტური.

ადამიანებზე და სხვა ცხოველებზე ჩატარებული ათწლეულების განმავლობაში, ნიმუშები ნაპოვნი იქნა მრავალ სფეროში ტვინი, რომელიც დაკავშირებულია სხვადასხვა კოგნიტურ პროცესებთან, როგორიცაა ყურადღება ან მეხსიერება სამუშაო. ზოგიერთი კვლევა ამ გამა რხევების დარღვევასაც კი უკავშირებს სხვადასხვა ნევროლოგიურ დაავადებებს, მათ შორის ალცჰეიმერის დაავადებას და შიზოფრენია.

თუმცა, როგორც ჩანს, აბსოლუტური კონსენსუსი არ არსებობს. ზოგიერთი ნეირომეცნიერი თვლის, რომ გამა ტალღების როლი არც ისე გადამწყვეტი იქნება და ისინი ირწმუნებიან, რომ ეს რიტმები შეიძლება კორელაციაში იყოს ტვინის აქტივობასთან, მაგრამ მნიშვნელოვანი წვლილი არ იყოს ამაში იგივე.

მეტრონომის ნეირონები: კვლევები თაგვებზე

იმის გამოსაკვლევად, მართლაც თამაშობდნენ თუ არა გამა ტალღებს მნიშვნელოვანი როლი ნერვული აქტივობის კოორდინაციაში, ბრაუნის უნივერსიტეტის ნეირომეცნიერებმა მურმა და შინმა დაიწყეს კვლევა თაგვებზეაღმოაჩინა, რომ ადრე უცნობი ნეირონების ნაკრები მეტრონომის როლს ასრულებდა.

ეს ახლად აღმოჩენილი უჯრედები რიტმულად ისროდნენ გამა სიხშირეებზე (30-55 ციკლი წამში), მიუხედავად იმისა, თუ რა მოხდა გარე გარემო და იმის ალბათობა, რომ ცხოველმა აღმოაჩინოს სენსორული სტიმული, დაკავშირებულია ამ ნეირონების უნართან, გაუმკლავდეს დრო.

მურმა და შინმა დაიწყეს კვლევა, როგორც ტვინის აქტივობის ზოგადი ძიება, რომელიც დაკავშირებულია შეხების აღქმასთან. ამისათვის მათ ჩაუნერგეს ელექტროდები თაგვის სომატოსენსორული ქერქის კონკრეტულ ზონაში, რომელიც პასუხისმგებელია გრძნობების შეყვანის დამუშავებაზე. შემდეგ მათ გაზომეს ნერვული აქტივობა, როდესაც აკვირდებოდნენ მღრღნელების უნარს, გრძნობდნენ ულვაშებზე დახვეწილი დაკვრას.

მკვლევარებმა ყურადღება გაამახვილეს გამა რხევებზე და გადაწყვიტა გაეანალიზებინა ტვინის უჯრედების კონკრეტული ჯგუფი, რომელსაც უწოდებენ სწრაფად აჩქარებულ ინტერნეირონებს, რადგან წინა კვლევებმა აჩვენა, რომ მათ შეეძლოთ მონაწილეობა მიეღოთ ამ სწრაფი რიტმების წარმოქმნაში. ანალიზმა აჩვენა, რომ, როგორც მოსალოდნელი იყო, რა ხარისხით ესროდნენ ამ უჯრედებს გამა სიხშირეები იწინასწარმეტყველა, თუ რამდენად შეძლებდნენ თაგვები მათთან კონტაქტის აღმოჩენას ულვაშები.

მაგრამ როდესაც ნეირომეცნიერები ჩავიდნენ კვლევაში, მათ აღმოაჩინეს რაღაც უცნაური. და ეს არის ის, რომ ისინი მოელოდნენ, რომ უჯრედები, რომლებიც გააქტიურდებიან სენსორული სტიმულის საპასუხოდ, აჩვენებდნენ ყველაზე ძლიერ კავშირებს აღქმის სიზუსტით. თუმცა, უჯრედების შესწავლის შემდეგ, ეს კავშირი შესუსტდა. ასე რომ, მათ გააცნობიერეს, რომ შესაძლოა უჯრედები არ არიან სენსორული და მოქმედებენ როგორც დროის მატარებლები, მიუხედავად იმისა, თუ რა ხდება გარემოში.

ანალიზის განმეორებით მხოლოდ იმ უჯრედებით, რომლებიც არ პასუხობდნენ სენსორულ შეყვანას, აღქმის სიზუსტესთან კავშირი გაძლიერდა. გარდა იმისა, რომ გარე გარემო არ აწუხებს, ნეირონების ეს სპეციფიკური ქვეჯგუფი რეგულარულად იზრდებოდა გამა დიაპაზონის ინტერვალებში, როგორც მეტრონომი. ეს უფრო მეტია, რაც უფრო რიტმულია უჯრედები, მით უკეთესად ეჩვენებოდათ ცხოველებს ულვაშის დაკვრას. რაც, როგორც ჩანს, ხდებოდა და გაგრძელდა გახსნის საკონცერტო დარბაზის მეტაფორით, არის ის, რომ რაც უფრო უკეთესი იქნება დირიჟორი დროის მართვაში, მით უკეთესი იქნება ორკესტრი.

• შეიძლება დაგაინტერესოთ: "ტვინის ტალღების ტიპები: დელტა, თეტა, ალფა, ბეტა და გამა"

ტვინის საათები

ჩვენ ყველას გვსმენია რაღაც მომენტში შიდა საათის ან ბიოლოგიური საათის შესახებ. და ეს არის ის ჩვენი ტვინი რეაგირებს დროის გავლაზე ფიზიოლოგიური სისტემების მეშვეობით რაც საშუალებას გვაძლევს ვიცხოვროთ ბუნების რიტმებთან ჰარმონიაში, როგორიცაა დღისა და ღამის ციკლები ან სეზონების ციკლები.

ადამიანის ტვინი იყენებს ორ "საათს". პირველი, ჩვენი შიდა საათი, რომელიც საშუალებას გვაძლევს აღმოვაჩინოთ დროის მსვლელობა და აუცილებელია ყოველდღიურად ფუნქციონირებისთვის. ამ საათის საშუალებით შეგვიძლია, მაგალითად, გავზომოთ დრო ორ აქტივობას შორის, ვიცოდეთ რამდენი დრო დავხარჯეთ ისეთი დავალების შესრულებაზე, როგორიცაა ავტომობილის მართვა ან სწავლა, რადგან სხვაგვარად ამ ტიპის სამუშაოები გაგრძელდებოდა განუსაზღვრელი ვადით ისე, რომ ჩვენ არ გვქონდა წარმოდგენა გასული დროის შესახებ. წარსული.

მეორე საათს არა მარტო შეეძლო პირველის პარალელურად გაშვება, არამედ კონკურენციასაც კი შეეძლო. ეს ტვინის სისტემა განთავსდება პირველი საათის შიგნით და იმუშავებს ცერებრალური ქერქის თანამშრომლობით დროებითი ინფორმაციის ინტეგრირებისთვის. ეს მექანიზმი შესრულდება, მაგალითად, იმ მომენტებში, როდესაც ჩვენი სხეული ყურადღებას აქცევს, თუ როგორ გავიდა დრო.

განვლილი დროის გაცნობიერების განცდა ისეთივე აუცილებელიცაა, როგორც ამ პროცესის დროს გაკეთებული მეხსიერების შენარჩუნება. და სწორედ აქ მოქმედებს ტვინის ისეთი სტრუქტურა, როგორიცაა ტვინი. ჰიპოკამპუსიუახლესი სამეცნიერო კვლევების მიხედვით, პასუხისმგებელია ისეთ პროცესებზე, როგორიცაა დათრგუნვა, გრძელვადიანი მეხსიერება ან სივრცე, ასევე ფუნდამენტური როლი თამაშობს დროის გასვლის დამახსოვრებაში.

მომავალში, არსებითი იქნება ახალი მკურნალობის შემუშავების გაგრძელება და ტვინის ამ სტრუქტურებსა და ჩვენს შიდა საათებს შორის ნეიროდეგენერაციულ დაავადებებთან კავშირის გამოკვლევა. როგორიცაა ალცჰეიმერი და სხვა სახის დემენცია, ასევე ფსიქიკური აშლილობები და ტვინის დაავადებები, რომლებშიც ჩართულია დროისა და სივრცის ცნების გადაგვარების პროცესები. სხეულებრივი.

ბიბლიოგრაფიული ცნობები:

• ბრაუნის უნივერსიტეტი (2019). ნეირომეცნიერებმა აღმოაჩინეს ნეირონების ტიპი, რომელიც მოქმედებს როგორც ტვინის მეტრონომი. ScienceDaily. Ხელმისაწვდომია: https://www.sciencedaily.com/releases/2019/07/190718112415.htm.