Metronomu neironi: jauns nervu šūnu veids?

Jauni zinātniski pētījumi ir atklājuši neironu veidu, kas darbotos kā pulkstenis vai metronoms, saglabājot smadzeņu sinhronizāciju.

Šīs smadzeņu šūnas, kas kristītas ar metronomu neironu nosaukumu, varētu būt būtiska loma nervu darbības koordinēšanā.

• Saistīts raksts: "Neironu veidi: īpašības un funkcijas"

Gamma viļņi: orķestra diriģenti?

Mūsu smadzenes ir kā liela koncertzāle. Lai vadītu un vadītu daudzus un sarežģītus kognitīvos procesus, ir nepieciešams, lai vairākas neironu grupas aktivizētos un, tāpat kā dažādas muzikālā orķestra dalībnieki, strādā harmonijā, lai radītu procesu simfoniju, kas ļauj mums uztvert un mijiedarboties ar mūsu apkārt.

Bet, tāpat kā orķestriem, smadzenēm var būt nepieciešams diriģents, lai visas tās daļas būtu aktīvas un sinhronizētas. Šajā ziņā ir vairāki neirozinātnieki, kas uztur, ka gamma ritmi, viļņi smadzeņu šūnas, kas svārstās ar frekvenci aptuveni 40 cikli sekundē, varētu spēlēt Šī funkcija.

Tiek uzskatīts, ka šīs gamma viļņu svārstības darbotos kā sava veida pulkstenis vai metronoms

kas koordinē informācijas pārsūtīšanu no vienas neironu grupas uz citu, tāpēc šķiet, ka pastāv Daudz pierādījumu liecina, ka gamma viļņu loma kognitīvajā apstrādē ir fundamentāli.

Vairāku gadu desmitu laikā pētījumos ar cilvēkiem un citiem dzīvniekiem modeļi ir atrasti daudzās jomās smadzenes, kas ir saistītas ar dažādiem kognitīviem procesiem, piemēram, uzmanību vai atmiņu darbs. Dažos pētījumos šo gamma svārstību traucējumi ir pat saistīti ar dažādām neiroloģiskām slimībām, tostarp Alcheimera slimību un šizofrēnija.

Tomēr šķiet, ka nav absolūtas vienprātības. Daži neirozinātnieki uzskata, ka gamma viļņu loma nebūtu tik izšķiroša, un viņi apliecina, ka šie ritmi varētu korelēt ar smadzeņu darbību, bet nesniedz būtisku ieguldījumu tas pats.

Metronomu neironi: pētījumi ar pelēm

Lai noskaidrotu, vai gamma viļņiem patiešām bija svarīga loma nervu darbības koordinēšanā, Brauna universitātes neirozinātnieki Mūrs un Šīns sāka pētījumus ar pelēm, atklājot, ka iepriekš nezināms neironu kopums darbotos kā metronoms.

Šīs jaunatklātās šūnas ritmiski šaudījās gamma frekvencēs (30-55 cikli sekundē), neatkarīgi no tā, kas notika ārējā vide, un varbūtība, ka dzīvnieks atklās sensoro stimulu, bija saistīta ar šo neironu spēju tikt galā ar laiks.

Mūrs un Šīns sāka savu pētījumu kā vispārēju smadzeņu darbības meklēšanu saistībā ar pieskāriena uztveri. Un, lai to izdarītu, viņi implantēja elektrodus noteiktā peles somatosensorās garozas zonā, kas ir atbildīga par maņu ievades apstrādi. Pēc tam viņi izmērīja nervu aktivitāti, vienlaikus novērojot grauzēju spēju sajust smalku piesitienu ūsām.

Pētnieki koncentrējās uz gamma svārstībām un nolēma analizēt noteiktu smadzeņu šūnu grupu, ko sauc par strauji paātrinājošiem interneuroniem, jo iepriekšējie pētījumi liecina, ka viņi varētu piedalīties šo ātro ritmu veidošanā. Analīze atklāja, ka, kā gaidīts, pakāpe, kādā šīs šūnas izšāva uz gamma frekvences paredzēja, cik labi peles spēs noteikt kontaktu ar viņu ūsas.

Bet, kad neirozinātnieki iedziļinājās pētījumā, viņi atklāja kaut ko dīvainu. Un viņi gaidīja, ka šūnas, kas aktivizēsies, reaģējot uz maņu stimulu, parādīs visspēcīgākās saites ar uztveres precizitāti. Tomēr, pārbaudot šūnas, šī saite bija novājināta. Tātad viņi saprata, ka, iespējams, šūnas nav sensoras un darbojas kā laika uzraugi neatkarīgi no apkārtējā vidē notiekošā.

Atkārtojot analīzi tikai ar šūnām, kas nereaģēja uz sensoro ievadi, saikne ar uztveres precizitāti kļuva spēcīgāka. Papildus tam, ka ārēja vide to netraucēja, šai specifiskajai neironu apakškopai bija tendence regulāri palielināties gamma diapazona intervālos, piemēram, metronomam. Tas ir vairāk, jo ritmiskākas bija šūnas, jo labāk šķita, ka dzīvnieki atklāja ūsu piesitienu. Šķiet, ka notiek, turpinot ar atklāšanas koncertzāles metaforu, – jo labāk diriģents pārvalda laiku, jo labāks būs orķestris.

• Jūs varētu interesēt: "Smadzeņu viļņu veidi: Delta, Theta, Alfa, Beta un Gamma"

smadzeņu pulksteņi

Mēs visi kādreiz esam dzirdējuši par iekšējo pulksteni vai bioloģisko pulksteni. Un tas ir tas mūsu smadzenes reaģē uz laika ritējumu caur fizioloģiskām sistēmām kas ļauj mums dzīvot harmonijā ar dabas ritmiem, piemēram, dienas un nakts cikliem vai gadalaiku cikliem.

Cilvēka smadzenes izmanto divus "pulksteņus". Pirmais, mūsu iekšējais pulkstenis, kas ļauj mums noteikt laika ritējumu un ir būtisks, lai darbotos mūsu ikdienā. Ar šo pulksteni mēs varam, piemēram, izmērīt laiku, kas pagājis starp divām darbībām, zināt, cik daudz laika esam pavadījuši, veicot tādu uzdevumu kā braukšana vai mācības, jo pretējā gadījumā šāda veida darbi turpinātos bezgalīgi, mums nebūtu ne jausmas par pagājušo laiku. pagātne.

Otrais pulkstenis varēja ne tikai darboties paralēli pirmajam, bet pat konkurēt ar to. Šī smadzeņu sistēma būtu izvietota pirmajā pulkstenī un strādātu sadarbībā ar smadzeņu garozu, lai integrētu laika informāciju. Šis mehānisms tiktu izpildīts, piemēram, brīžos, kad mūsu ķermenis pievērš uzmanību tam, kā ir pagājis laiks.

Pagājušā laika apzināšanās sajūta ir tikpat nepieciešama kā procesa laikā paveiktā atmiņas saglabāšana. Un šeit tiek izmantota tāda smadzeņu struktūra kā smadzenes. hipokamps, kas atbild par tādiem procesiem kā kavēšana, ilgtermiņa atmiņa vai telpa, kā arī spēlē fundamentālu lomu laika gaitas atcerēšanā, liecina jaunākie zinātniskie pētījumi.

Nākotnē būs svarīgi turpināt izstrādāt jaunas ārstēšanas metodes un pētīt saistību starp šīm smadzeņu struktūrām un mūsu iekšējiem pulksteņiem ar neirodeģeneratīvām slimībām. piemēram, Alcheimera slimība un citi demences veidi, kā arī ar garīgiem traucējumiem un smadzeņu slimībām, kurās ir iesaistīti laika un telpas jēdziena deģenerācijas procesi. ķermeniski.

Bibliogrāfiskās atsauces:

• Brauna universitāte (2019). Neirozinātnieki atklāj neironu tipu, kas darbojas kā smadzeņu metronoms. ScienceDaily. Pieejams: https://www.sciencedaily.com/releases/2019/07/190718112415.htm.