Метрономные нейроны: новый тип нервных клеток?

Новые научные исследования открыли тип нейрона, который будет действовать как своего рода часы или метроном, поддерживая синхронизацию мозга.

Эти клетки мозга, окрещенные нейронами метронома, может играть фундаментальную роль в координации нейронной активности.

• Статья по теме: "Виды нейронов: характеристика и функции"

Гамма-волны: дирижеры оркестра?

Наш мозг подобен большому концертному залу. Чтобы направлять и управлять многочисленными и сложными когнитивными процессами, необходимо, чтобы несколько групп нейронов активировались и, подобно различным члены музыкального оркестра работают в гармонии, создавая симфонию процессов, которые позволяют нам воспринимать и взаимодействовать с нашими вокруг.

Но, как и оркестру, мозгу может понадобиться дирижер, чтобы все его части были активны и синхронизированы. В этом смысле есть несколько нейробиологов, утверждающих, что гамма-ритмы, волны клетки мозга, которые колеблются с частотой примерно 40 циклов в секунду, могли играть Эта функция.

Верят что эти колебания гамма-волн действовали бы как своего рода часы или метроном.

координирует передачу информации от одной группы нейронов к другой, поэтому, по-видимому, Многочисленные данные свидетельствуют о том, что роль гамма-волн в когнитивной обработке очень велика. фундаментальный.

За десятилетия исследований на людях и других животных во многих областях были обнаружены закономерности. мозга, которые были связаны с различными когнитивными процессами, такими как внимание или память работа. Некоторые исследования даже связывают нарушения этих гамма-колебаний с различными неврологическими заболеваниями, включая болезнь Альцгеймера и шизофрения.

Однако, похоже, что абсолютного консенсуса нет. Некоторые нейробиологи считают, что роль гамма-волн была бы не столь решающей, и уверяют, что эти ритмы могли коррелировать с мозговой активностью, но не вносили существенного вклада в такой же.

Нейроны метронома: исследования на мышах

Чтобы выяснить, действительно ли гамма-волны играют важную роль в координации нейронной активности, Нейробиологи Мур и Шин из Университета Брауна начали свои исследования на мышах., обнаружив, что ранее неизвестный набор нейронов будет действовать как метроном.

Эти недавно открытые клетки ритмично активировались на гамма-частотах (30-55 циклов в секунду), независимо от того, что происходило в организме. внешней среды, а вероятность того, что животное обнаружит сенсорный стимул, была связана со способностью этих нейронов обрабатывать время.

Мур и Шин начали свое исследование как общий поиск активности мозга, связанной с восприятием прикосновения. И для этого они имплантировали электроды в определенную область соматосенсорной коры мыши, отвечающую за обработку входных данных от органов чувств. Затем они измерили нейронную активность, наблюдая за способностью грызунов ощущать легкое постукивание по своим усам.

Исследователи сосредоточились на гамма-колебаниях и решил проанализировать специфическую группу клеток мозга, называемую быстро ускоряющимися интернейронами., потому что предыдущие исследования предполагали, что они могут участвовать в генерации этих быстрых ритмов. Анализ показал, что, как и ожидалось, степень воздействия этих клеток на гамма-частоты предсказывали, насколько хорошо мыши смогут обнаружить контакт с их усы.

Но когда нейробиологи углубились в исследование, они обнаружили нечто странное. И они ожидали, что клетки, которые будут активироваться в ответ на сенсорный стимул, будут демонстрировать самые сильные связи с точностью восприятия. Однако при исследовании клеток эта связь была ослаблена. Так они поняли, что, возможно, клетки не являются сенсорными и действуют как хронометристы вне зависимости от того, что происходит в окружающей среде.

При повторении анализа только с теми клетками, которые не реагировали на сенсорный ввод, связь с точностью восприятия становилась сильнее. Вдобавок к тому, что внешняя среда не мешала этому конкретному подмножеству нейронов, оно имело тенденцию регулярно увеличиваться в интервалах гамма-диапазона, подобно метроному. Это более, чем более ритмичными были клетки, тем лучше животные обнаруживали постукивание усами.. Что, казалось, происходит, продолжая метафору открытия концертного зала, так это то, что чем лучше дирижер управляет временем, тем лучше будет оркестр.

• Вам может быть интересно: "Типы мозговых волн: Дельта, Тета, Альфа, Бета и Гамма"

часы мозга

Мы все слышали о внутренних часах или биологических часах в какой-то момент. И это то, что наш мозг реагирует на течение времени через физиологические системы которые позволяют нам жить в гармонии с ритмами природы, такими как циклы дня и ночи или сезонов.

Человеческий мозг использует два «часа». Во-первых, это наши внутренние часы, которые позволяют нам определять течение времени и необходимы для повседневной жизни. С помощью этих часов мы можем, например, измерить время, прошедшее между двумя действиями, узнать, сколько времени мы потратили на выполнение такой задачи, как вождение автомобиля или учеба, поскольку в противном случае такие хлопоты продолжались бы бесконечно, и мы не имели бы представления о прошедшем времени. прошлое.

Вторые часы могли не только идти параллельно первым, но даже конкурировать с ними. Эта мозговая система будет размещена внутри первых часов, и будет работать в сотрудничестве с корой головного мозга, чтобы интегрировать временную информацию. Этот механизм будет работать, например, в те моменты, когда наше тело обращает внимание на то, как прошло время.

Чувство осознания прошедшего времени столь же необходимо, как и сохранение памяти о том, что мы сделали в процессе. И здесь в игру вступает такая структура мозга, как мозг. гиппокамп, отвечающий за такие процессы, как торможение, долговременная память или пространство, а также играющий фундаментальную роль в запоминании течения времени, согласно последним научным исследованиям.

В будущем будет важно продолжить разработку новых методов лечения и исследование взаимосвязи между этими структурами мозга и нашими внутренними часами при нейродегенеративных заболеваниях. например, при болезни Альцгеймера и других видах деменции, а также при психических расстройствах и заболеваниях головного мозга, при которых участвуют процессы дегенерации представления о времени и пространстве телесно.

Библиографические ссылки:

• Университет Брауна (2019). Нейробиологи открыли тип нейрона, который действует как метроном мозга. ScienceDaily. Доступно в: https://www.sciencedaily.com/releases/2019/07/190718112415.htm.