Neuroni metronom: un nou tip de celulă nervoasă?

Noi investigații științifice au descoperit un tip de neuron care ar acționa ca un fel de ceas sau metronom, menținând creierul sincronizat.

Aceste celule cerebrale, botezate cu numele de neuroni metronom, ar putea juca un rol fundamental în coordonarea activității neuronale.

• Articol înrudit: "Tipuri de neuroni: caracteristici și funcții"

Unde gamma: dirijorii orchestrei?

Creierul nostru este ca o sală mare de concerte. Pentru a dirija și gestiona numeroase și complexe procese cognitive, este necesar ca mai multe grupuri de neuroni să se activeze și, la fel ca diferitele membrii unei orchestre muzicale, lucrează în armonie pentru a produce o simfonie de procese care ne permit să percepem și să interacționăm cu în jurul.

Dar la fel ca orchestrele, creierul ar putea avea nevoie de un dirijor pentru a-și menține toate părțile active și sincronizate. În acest sens, există mai mulți neurologi care susțin că ritmurile gamma, undele celulele creierului care fluctuează la o frecvență de aproximativ 40 de cicluri pe secundă, ar putea juca Această funcție.

Se crede că aceste oscilații ale undelor gamma ar acționa ca un fel de ceas sau metronom care coordonează transferul de informații de la un grup de neuroni la altul, așa că pare să existe Dovezi ample sugerează că rolul undelor gamma în procesarea cognitivă este fundamental.

De-a lungul deceniilor de cercetare la oameni și alte animale, modele au fost găsite în multe zone ale creierul care a fost asociat cu o varietate de procese cognitive, cum ar fi atenția sau memoria loc de munca. Unele studii au legat chiar tulburările acestor oscilații gama cu diferite boli neurologice, inclusiv boala Alzheimer și schizofrenie.

Cu toate acestea, se pare că nu există un consens absolut. Unii neurologi cred că rolul jucat de undele gamma nu ar fi atât de decisiv și asigură asta aceste ritmuri ar putea corela cu activitatea creierului, dar nu oferă o contribuție semnificativă la la fel.

Neuroni metronom: studii la șoareci

Pentru a investiga dacă undele gamma au jucat într-adevăr un rol important în coordonarea activității neuronale, Oamenii de știință în neurologi de la Brown University Moore și Shin și-au început studiul pe șoareci, descoperind că un set necunoscut anterior de neuroni ar acționa ca un metronom.

Aceste celule nou descoperite s-au declanșat ritmic la frecvențe gama (30-55 de cicluri pe secundă), indiferent de ceea ce s-a întâmplat în mediu extern, iar probabilitatea ca un animal să detecteze un stimul senzorial a fost asociată cu capacitatea acestor neuroni de a gestiona timp.

Moore și Shin și-au început cercetările ca o căutare generală a activității creierului legate de percepția atingerii. Și pentru a face acest lucru, au implantat electrozi într-o zonă specifică a cortexului somatosenzorial al șoarecelui, responsabilă cu procesarea inputului simțurilor. Apoi, au măsurat activitatea neuronală în timp ce observă capacitatea rozătoarelor de a simți bătăi subtile pe mustăți.

Cercetătorii s-au concentrat pe oscilațiile gamma și a decis să analizeze un grup specific de celule cerebrale, numite interneuroni cu accelerare rapidă, deoarece studiile anterioare sugeraseră că ar putea participa la generarea acestor ritmuri rapide. Analiza a arătat că, așa cum era de așteptat, gradul în care aceste celule au tras asupra frecvențele gamma au prezis cât de bine ar fi capabili șoarecii să detecteze contactul cu ei mustati.

Dar când neurologii au cercetat studiul, au găsit ceva ciudat. Și este că se așteptau ca celulele care s-ar activa ca răspuns la un stimul senzorial, să arate cele mai puternice legături cu precizia perceptivă. Cu toate acestea, la examinarea celulelor, această legătură fusese slăbită. Așa că și-au dat seama că poate celulele nu sunt senzoriale și acționează ca cronometratori, indiferent de ceea ce se întâmplă în mediu.

Prin repetarea analizei doar cu celulele care nu au răspuns la inputul senzorial, legătura cu acuratețea perceptivă a devenit mai puternică. Pe lângă faptul că nu este deranjat de mediul exterior, acest subset specific de neuroni avea tendința de a crește în mod regulat în intervale gama gama, ca un metronom. E mai mult, cu cât celulele erau mai ritmice, cu atât animalele păreau să detecteze mai bine bătăi de mustăți. Ceea ce părea să se întâmple, continuând cu metafora sălii de concert de deschidere, este că, cu cât dirijorul gestionează mai bine timpul, cu atât orchestra va fi mai bună.

• Te-ar putea interesa: "Tipuri de unde cerebrale: Delta, Theta, Alpha, Beta și Gamma"

ceasurile creierului

Cu toții am auzit de ceasul intern sau de ceasul biologic la un moment dat. Și asta este creierul nostru răspunde la trecerea timpului prin sisteme fiziologice care ne permit să trăim în armonie cu ritmurile naturii, cum ar fi ciclurile zilei și nopții, sau cel al anotimpurilor.

Creierul uman folosește două „ceasuri”. Primul, ceasul nostru intern, care ne permite să detectăm trecerea timpului și este esențial pentru a funcționa în viața noastră de zi cu zi. Cu acest ceas putem, de exemplu, să măsuram timpul scurs între două activități, să știm cât timp am petrecut realizând o sarcină precum a conduce sau a studia, deoarece altfel acest tip de treburi ar continua la nesfarsit fara ca noi sa avem nicio idee despre timpul care a trecut. trecut.

Al doilea ceas nu numai că ar putea rula paralel cu primul, dar ar putea chiar să concureze cu el. Acest sistem cerebral ar fi adăpostit în primul ceas și ar lucra în colaborare cu cortexul cerebral pentru a integra informații temporale. Acest mecanism ar fi executat, de exemplu, în momentele în care organismul nostru este atent la modul în care a trecut timpul.

Sentimentul de a fi conștient de timpul care a trecut este la fel de necesar ca păstrarea unei amintiri a ceea ce am făcut în timpul procesului. Și aici intră în joc o structură a creierului, cum ar fi creierul. hipocampus, care se ocupă de procese precum inhibiția, memoria pe termen lung sau spațiul, precum și joacă un rol fundamental în amintirea trecerii timpului, conform ultimelor studii științifice.

În viitor, va fi esențial să continuăm dezvoltarea de noi tratamente și investigarea relației dintre aceste structuri ale creierului și ceasurile noastre interne cu bolile neurodegenerative. precum Alzheimer și alte tipuri de demență, precum și cu tulburări mintale și boli ale creierului în care sunt implicate procese de degenerare a noțiunii de timp și spațiu trupeşte.

Referințe bibliografice:

• Universitatea Brown (2019). Oamenii în neuroștiință descoperă tipul de neuron care acționează ca metronom al creierului. ScienceDaily. Disponibil in: https://www.sciencedaily.com/releases/2019/07/190718112415.htm.