เซลล์ประสาทจังหวะ: เซลล์ประสาทชนิดใหม่?

การสืบสวนทางวิทยาศาสตร์ครั้งใหม่ได้ค้นพบเซลล์ประสาทชนิดหนึ่งที่จะทำหน้าที่เป็นนาฬิกาหรือเครื่องเมตรอนอม ทำให้สมองทำงานประสานกัน

เซลล์สมองเหล่านี้รับบัพติสมาด้วยชื่อของเซลล์ประสาทเมโทรนอมอาจมีบทบาทพื้นฐานในการประสานงานกิจกรรมของระบบประสาท

• บทความที่เกี่ยวข้อง: "ประเภทของเซลล์ประสาท: ลักษณะและหน้าที่"

คลื่นแกมมา: ผู้ควบคุมวงดนตรี?

สมองของเราเปรียบเสมือนคอนเสิร์ตฮอลล์ขนาดใหญ่ ในการสั่งการและจัดการกระบวนการทางความคิดที่ซับซ้อนและมากมาย เซลล์ประสาทหลายกลุ่มจำเป็นต้องกระตุ้นการทำงาน เช่นเดียวกับกลุ่มต่างๆ สมาชิกของวงออเคสตราทำงานร่วมกันเพื่อผลิตซิมโฟนีของกระบวนการที่ช่วยให้เรารับรู้และมีปฏิสัมพันธ์กับ รอบๆ.

แต่เช่นเดียวกับวงออเคสตร้า สมองอาจต้องการตัวนำเพื่อให้ทุกส่วนทำงานและประสานกัน ในแง่นี้มีนักประสาทวิทยาหลายคนที่รักษาจังหวะและคลื่นแกมมา เซลล์สมองที่แปรปรวนด้วยความถี่ประมาณ 40 รอบต่อวินาทีก็เล่นได้ ฟังก์ชั่นนี้

มีความเชื่อกันว่า การสั่นของคลื่นแกมมาเหล่านี้จะทำหน้าที่เป็นนาฬิกาหรือเครื่องเมตรอนอม ที่ประสานการถ่ายโอนข้อมูลจากเซลล์ประสาทกลุ่มหนึ่งไปยังอีกกลุ่มหนึ่ง ดูเหมือนว่าจะมี หลักฐานมากมายบ่งชี้ว่าบทบาทของคลื่นแกมมาในการประมวลผลความรู้ความเข้าใจคือ พื้นฐาน.

กว่าทศวรรษของการวิจัยในมนุษย์และสัตว์อื่น ๆ พบรูปแบบในหลายพื้นที่ของ สมองที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการรับรู้ต่างๆ เช่น ความสนใจหรือความจำของ งาน. การศึกษาบางชิ้นได้เชื่อมโยงการรบกวนในการสั่นของแกมมาเหล่านี้กับโรคทางระบบประสาทต่างๆ รวมถึงโรคอัลไซเมอร์และ โรคจิตเภท.

อย่างไรก็ตาม ดูเหมือนจะไม่มีความเห็นพ้องต้องกันโดยสิ้นเชิง นักประสาทวิทยาบางคนเชื่อว่าบทบาทของคลื่นแกมมาจะไม่ชี้ขาดมากนัก และพวกเขายืนยันว่า จังหวะเหล่านี้อาจมีความสัมพันธ์กับการทำงานของสมอง แต่ไม่ได้มีส่วนสนับสนุนที่สำคัญต่อ เดียวกัน.

เซลล์ประสาทจังหวะ: การศึกษาในหนู

ในการตรวจสอบว่าคลื่นแกมมามีบทบาทสำคัญในการประสานการทำงานของระบบประสาทหรือไม่ นักประสาทวิทยาแห่งมหาวิทยาลัยบราวน์ มัวร์และชิน เริ่มศึกษาในหนูโดยค้นพบว่าเซลล์ประสาทชุดหนึ่งที่ไม่เคยรู้จักมาก่อนจะทำหน้าที่เป็นเครื่องเมตรอนอม

เซลล์ที่ค้นพบใหม่เหล่านี้ยิงเป็นจังหวะที่ความถี่แกมมา (30-55 รอบต่อวินาที) โดยไม่คำนึงว่าเกิดอะไรขึ้นใน สภาพแวดล้อมภายนอก และความน่าจะเป็นที่สัตว์จะตรวจพบสิ่งกระตุ้นทางประสาทสัมผัสนั้นสัมพันธ์กับความสามารถของเซลล์ประสาทเหล่านี้ในการจัดการกับ เวลา.

มัวร์และชินเริ่มทำการวิจัยโดยเป็นการค้นหากิจกรรมทั่วไปของสมองที่เกี่ยวข้องกับการรับรู้การสัมผัส ในการทำเช่นนั้น พวกเขาฝังอิเล็กโทรดไว้ในบริเวณเฉพาะของคอร์เทกซ์รับความรู้สึกทางร่างกายของหนู ซึ่งรับผิดชอบในการประมวลผลข้อมูลจากประสาทสัมผัส ต่อจากนั้น พวกเขาวัดการทำงานของระบบประสาทในขณะที่สังเกตความสามารถของหนูในการสัมผัสการแตะเบาๆ บนหนวดของพวกมัน

นักวิจัยมุ่งเน้นไปที่การสั่นของแกมมาและ ตัดสินใจที่จะวิเคราะห์กลุ่มเซลล์สมองเฉพาะที่เรียกว่าเซลล์ประสาทที่เร่งความเร็วอย่างรวดเร็วเนื่องจากการศึกษาก่อนหน้านี้ได้แนะนำว่าพวกเขาสามารถมีส่วนร่วมในการสร้างจังหวะที่รวดเร็วเหล่านี้ได้ จากการวิเคราะห์พบว่า ตามที่คาดไว้ ระดับที่เซลล์เหล่านี้ยิงไปที่ ความถี่แกมมาทำนายว่าหนูจะสามารถตรวจจับการสัมผัสกับพวกมันได้ดีเพียงใด เครา.

แต่เมื่อนักประสาทวิทยาศาสตร์เจาะลึกการศึกษา พวกเขาพบบางสิ่งที่แปลกประหลาด และพวกเขาคาดหวังว่าเซลล์ที่จะทำงานเพื่อตอบสนองต่อสิ่งเร้าทางประสาทสัมผัส จะแสดงการเชื่อมโยงที่แข็งแกร่งที่สุดกับความแม่นยำในการรับรู้ อย่างไรก็ตาม เมื่อตรวจสอบเซลล์ การเชื่อมโยงนี้อ่อนแอลง ดังนั้นพวกเขาจึงตระหนักว่าบางทีเซลล์อาจไม่มีประสาทสัมผัสและทำหน้าที่เป็นผู้จับเวลา โดยไม่คำนึงว่าสภาพแวดล้อมจะเป็นอย่างไร

ด้วยการวิเคราะห์ซ้ำกับเฉพาะเซลล์ที่ไม่ตอบสนองต่อการป้อนข้อมูลทางประสาทสัมผัส การเชื่อมโยงกับความแม่นยำในการรับรู้จะแข็งแกร่งขึ้น นอกจากจะไม่ถูกรบกวนจากสภาพแวดล้อมภายนอกแล้ว เซลล์ประสาทส่วนย่อยเฉพาะนี้มีแนวโน้มที่จะเพิ่มขึ้นเป็นประจำในช่วงช่วงแกมมา เช่น เครื่องเมตรอนอม มันมากขึ้น ยิ่งเซลล์มีจังหวะมากเท่าไหร่ สัตว์ก็จะยิ่งตรวจจับการแตะมัสสุได้ดีขึ้นเท่านั้น. สิ่งที่ดูเหมือนจะเกิดขึ้น ต่อด้วยอุปมาอุปไมยเปิดคอนเสิร์ตฮอล คือยิ่งคอนดักเตอร์จัดการเวลาได้ดีเท่าไหร่ วงออร์เคสตราก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น

• คุณอาจจะสนใจ: "ประเภทของคลื่นสมอง: Delta, Theta, Alpha, Beta และ Gamma"

นาฬิกาของสมอง

เราทุกคนเคยได้ยินเกี่ยวกับนาฬิกาภายในหรือนาฬิกาชีวภาพมาบ้างแล้ว และมันก็คือว่า สมองของเราตอบสนองต่อกาลเวลาผ่านระบบทางสรีรวิทยา ที่ทำให้เราได้ใช้ชีวิตสอดคล้องกับจังหวะของธรรมชาติ เช่น วัฏจักรของกลางวันและกลางคืน หรือฤดูกาล

สมองของมนุษย์ใช้สอง "นาฬิกา" อย่างแรกคือนาฬิกาภายในของเรา ซึ่งช่วยให้เราสามารถตรวจจับเวลาที่ผ่านไปและจำเป็นต่อการทำงานในแต่ละวันของเรา ด้วยนาฬิกานี้ เราสามารถวัดเวลาที่ผ่านไประหว่างสองกิจกรรม รู้ว่าเราใช้เวลาไปเท่าไรกับงานหนึ่งๆ ขับรถหรือเรียน เพราะไม่เช่นนั้นงานประเภทนี้จะดำเนินต่อไปอย่างไม่มีกำหนดโดยที่เราไม่ทันนึกถึงเวลาที่ผ่านไป อดีต.

นาฬิกาเรือนที่สองไม่เพียงแต่สามารถวิ่งขนานกับนาฬิกาเรือนแรกเท่านั้น แต่ยังแข่งขันกับนาฬิกาเรือนนั้นได้อีกด้วย ระบบสมองนี้จะอยู่ภายในนาฬิกาเรือนแรกและ จะทำงานร่วมกับเปลือกสมองเพื่อรวมข้อมูลชั่วคราว. กลไกนี้จะถูกดำเนินการเช่นในช่วงเวลาที่ร่างกายของเราให้ความสำคัญกับเวลาผ่านไป

ความรู้สึกของการรับรู้ถึงเวลาที่ผ่านไปมีความสำคัญพอๆ กับการรักษาความทรงจำของสิ่งที่เราได้ทำไปในระหว่างกระบวนการ และนี่คือที่มาของโครงสร้างสมอง เช่น สมอง ฮิปโปแคมปัสซึ่งรับผิดชอบกระบวนการต่างๆ เช่น การยับยั้ง ความจำระยะยาวหรือพื้นที่ ตลอดจนมีบทบาทพื้นฐานในการจดจำเวลาที่ผ่านไป ตามการศึกษาทางวิทยาศาสตร์ล่าสุด

ในอนาคต การพัฒนาวิธีการรักษาใหม่ ๆ และการตรวจสอบความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างสมองเหล่านี้กับนาฬิกาภายในของเรากับโรคเกี่ยวกับความเสื่อมของระบบประสาทเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง เช่น อัลไซเมอร์และภาวะสมองเสื่อมประเภทอื่นๆ ตลอดจนความผิดปกติทางจิตและโรคทางสมองซึ่งเกี่ยวข้องกับกระบวนการเสื่อมของความคิดเรื่องเวลาและอวกาศ ทางร่างกาย

การอ้างอิงบรรณานุกรม:

• มหาวิทยาลัยบราวน์ (2019). นักประสาทวิทยาค้นพบประเภทของเซลล์ประสาทที่ทำหน้าที่เป็นเครื่องเมตรอนอมของสมอง วิทยาศาสตร์รายวัน มีอยู่ใน: https://www.sciencedaily.com/releases/2019/07/190718112415.htm.