Metronómové neuróny: nový typ nervových buniek?

Nové vedecké výskumy objavili typ neurónu, ktorý by fungoval ako druh hodín alebo metronómu a udržiaval mozog synchronizovaný.

Tieto mozgové bunky, pokrstené názvom metronómových neurónov, by mohli hrať zásadnú úlohu pri koordinácii nervovej aktivity.

• Súvisiaci článok: "Typy neurónov: vlastnosti a funkcie"

Gama vlny: dirigenti orchestra?

Náš mozog je ako veľká koncertná sieň. Aby bolo možné riadiť a riadiť početné a zložité kognitívne procesy, je potrebné, aby sa aktivovalo niekoľko skupín neurónov a podobne ako rôzne členovia hudobného orchestra pracujú v harmónii, aby vytvorili symfóniu procesov, ktoré nám umožňujú vnímať a interagovať s našimi okolo.

Ale rovnako ako orchestre, aj mozog môže potrebovať dirigenta, ktorý udrží všetky jeho časti aktívne a synchronizované. V tomto zmysle existuje niekoľko neurovedcov, ktorí tvrdia, že gama rytmy, vlny mozgové bunky, ktoré kolíšu s frekvenciou približne 40 cyklov za sekundu, mohli hrať Táto funkcia.

Verí sa, že tieto oscilácie gama vĺn by fungovali ako druh hodín alebo metronómov

ktorý koordinuje prenos informácií z jednej skupiny neurónov do druhej, takže sa zdá, že existuje Množstvo dôkazov naznačuje, že úloha gama vĺn v kognitívnom spracovaní je zásadný.

Počas desaťročí výskumu na ľuďoch a iných zvieratách boli vzory nájdené v mnohých oblastiach sveta mozgu, ktoré boli spojené s rôznymi kognitívnymi procesmi, ako je pozornosť alebo pamäť prácu. Niektoré štúdie dokonca spájajú poruchy týchto gama oscilácií s rôznymi neurologickými ochoreniami, vrátane Alzheimerovej choroby a schizofrénie.

Zdá sa však, že neexistuje absolútny konsenzus. Niektorí neurovedci sa domnievajú, že úloha gama vĺn by nebola taká rozhodujúca a uisťujú to tieto rytmy môžu korelovať s mozgovou aktivitou, ale neposkytujú významný príspevok k rovnaký.

Metronómové neuróny: štúdie na myšiach

Aby sme zistili, či gama vlny skutočne zohrávali dôležitú úlohu pri koordinácii nervovej aktivity, Neurovedci z Brown University Moore a Shin začali svoju štúdiu na myšiach, zistili, že predtým neznámy súbor neurónov by fungoval ako metronóm.

Tieto novoobjavené bunky rytmicky strieľali na gama frekvenciách (30-55 cyklov za sekundu), bez ohľadu na to, čo sa stalo v vonkajšie prostredie a pravdepodobnosť, že zviera zaznamená senzorický podnet, bola spojená so schopnosťou týchto neurónov zvládnuť čas.

Moore a Shin začali svoj výskum ako všeobecné hľadanie mozgovej aktivity súvisiacej s vnímaním dotyku. A aby tak urobili, implantovali elektródy do špecifickej oblasti somatosenzorickej kôry myši, ktorá je zodpovedná za spracovanie vstupu zo zmyslov. Ďalej merali nervovú aktivitu, pričom pozorovali schopnosť hlodavcov cítiť jemné poklepanie na ich fúzy.

Vedci sa zamerali na gama oscilácie a sa rozhodol analyzovať špecifickú skupinu mozgových buniek nazývaných rýchlo sa zrýchľujúce interneuróny, pretože predchádzajúce štúdie naznačili, že by sa mohli podieľať na vytváraní týchto rýchlych rytmov. Analýza odhalila, že podľa očakávania miera, do akej tieto bunky vystrelili na gama frekvencie predpovedali, ako dobre budú myši schopné detekovať kontakt so svojimi fúzy.

Keď sa však neurovedci ponorili do štúdie, zistili niečo zvláštne. A očakávali, že bunky, ktoré sa aktivujú v reakcii na zmyslový stimul, budú vykazovať najsilnejšie spojenie s presnosťou vnímania. Pri skúmaní buniek však bolo toto spojenie oslabené. Uvedomili si teda, že možno bunky nie sú zmyslové a fungujú ako časomerače bez ohľadu na to, čo sa deje v prostredí.

Opakovaním analýzy iba s bunkami, ktoré nereagovali na senzorický vstup, sa spojenie s presnosťou vnímania posilnilo. Okrem toho, že táto špecifická podskupina neurónov nebola rušená vonkajším prostredím, mala tendenciu pravidelne sa zvyšovať v intervaloch gama rozsahu, ako metronóm. Je to viac, čím boli bunky rytmickejšie, tým lepšie zvieratá zisťovali klepanie na fúzy. Zdalo sa, že sa deje, pokračujúc metaforou otváracej koncertnej sály, že čím lepšie bude dirigent manažovať čas, tým lepší bude orchester.

• Mohlo by vás zaujímať: "Typy mozgových vĺn: Delta, Theta, Alfa, Beta a Gamma"

hodiny mozgu

Všetci sme niekedy počuli o vnútorných hodinách alebo biologických hodinách. A je to tak náš mozog reaguje na plynutie času cez fyziologické systémy ktoré nám umožňujú žiť v súlade s rytmami prírody, ako sú cykly dňa a noci alebo ročných období.

Ľudský mozog používa dve „hodiny“. Prvým z nich sú naše vnútorné hodiny, ktoré nám umožňujú zistiť plynutie času a sú nevyhnutné pre každodenné fungovanie. Pomocou týchto hodín môžeme napríklad merať čas, ktorý uplynul medzi dvoma aktivitami, vedieť, koľko času sme strávili vykonávaním úlohy, ako je napr. šoférovať alebo študovať, pretože inak by tento druh práce pokračoval donekonečna bez toho, aby sme mali poňatia o čase, ktorý uplynul. minulosti.

Druhé hodiny mohli nielen bežať paralelne s prvými, ale mohli im dokonca konkurovať. Tento mozgový systém by bol umiestnený vo vnútri prvých hodín a bude pracovať v spolupráci s mozgovou kôrou na integrácii časových informácií. Tento mechanizmus by sa realizoval napríklad vo chvíľach, keď naše telo dáva pozor na to, ako plynie čas.

Pocit vedomia si uplynutého času je rovnako potrebný ako udržiavanie si spomienky na to, čo sme počas tohto procesu urobili. A tu vstupuje do hry štruktúra mozgu, akou je mozog. hippocampuspodľa najnovších vedeckých štúdií má na starosti procesy ako inhibícia, dlhodobá pamäť alebo priestor a zároveň hrá zásadnú úlohu pri zapamätávaní si plynutia času.

V budúcnosti bude nevyhnutné pokračovať vo vývoji nových liečebných postupov a skúmaní vzťahu medzi týmito mozgovými štruktúrami a našimi vnútornými hodinami s neurodegeneratívnymi ochoreniami. ako je Alzheimerova choroba a iné typy demencie, ako aj s duševnými poruchami a chorobami mozgu, na ktorých sa podieľajú procesy degenerácie poňatia času a priestoru telesne.

Bibliografické odkazy:

• Brown University (2019). Neurovedci objavujú typ neurónu, ktorý funguje ako mozgový metronóm. ScienceDaily. Dostupné v: https://www.sciencedaily.com/releases/2019/07/190718112415.htm.