Meter kelajuan saraf otak kita 29.07.2015

Penyelidik dari Universiti Sains dan Teknologi Norway, May-Britt dan Edvard Moser (May-Britt, Edvard Moser) menemui neuron kelajuan dalam otak tikus - aktiviti mereka berubah bergantung pada kelajuan tikus bergerak.

Pada tahun 2005, saintis menemui sekumpulan sel saraf dalam korteks entorhin yang dengan cepat dikenali sebagai sistem GPS otak. Sel-sel ini menyala secara bergilir-gilir apabila individu bergerak melalui ruang—iaitu, neuron boleh dikatakan menandakan kawasan wilayah. Keanehan mereka ialah neuron sedemikian dihidupkan mengikut skema khas, memecahkan ruang menjadi serpihan heksagon, menjadikannya kelihatan seperti kekisi besar. Oleh itu nama mereka - grid-neuron, atau neuron kekisi. Korteks entorhinal sendiri memainkan peranan yang besar dalam pembentukan memori ruang dan ingatan deklaratif (mengenai peristiwa dan objek yang kita lihat dengan mata kita sendiri).

Tetapi, seperti yang mudah difahami, kerja sel orientasi spatial bergantung pada kelajuan individu bergerak melalui landskap. Jelas sekali, operasi sistem GPS saraf mesti diperbetulkan oleh beberapa jenis penderia kelajuan. Sebaliknya, pemetaan rupa bumi juga bergantung pada konteks sekeliling, arah pergerakan, kehadiran atau ketiadaan sempadan. Oleh itu, mencari neuron yang akan mengesan kelajuan adalah tugas yang sangat sukar: aktiviti mereka dalam otak haiwan eksperimen terpaksa dipisahkan daripada aktiviti orang lain yang bertindak balas terhadap perubahan arah, konteks, dll. Di samping itu, haiwan yang bergerak bebas. sering berhenti, dan semasa masa berhenti, menurut pengarang karya itu, otak - sekurang-kurangnya bahagian itu yang bertanggungjawab untuk orientasi dalam ruang - secara amnya beralih kepada mod operasi yang berbeza.

Ahli sains saraf menggunakan peranti cerdik seperti kereta tanpa bahagian bawah: tikus di dalamnya hanya boleh bergerak ke satu arah dan pada kelajuan yang sama seperti peranti itu sendiri bergerak. "Kereta" itu telah diprogramkan untuk menukar kelajuan, tetapi tidak pernah berhenti sepanjang 4 meter yang "dilaluinya" bersama tikus itu. Akibatnya, adalah mungkin untuk mencari sel yang aktivitinya berubah dengan jelas dengan pecutan atau nyahpecutan pergerakan, dan ia berfungsi walaupun haiwan itu bergerak dalam gelap. Dalam hal ini, ia serupa dengan neuron grid spatial, yang berfungsi tanpa mengira persekitaran, menggambarkan ruang sekeliling tanpa mengira apa yang ada di sekeliling. (Sel-sel lain, ditemui oleh John O'Keefe, yang berkongsi Hadiah Nobel dengan pasangan Moser, bertanggungjawab untuk pengisian khusus landskap.) Neuron kelajuan terletak di tempat yang sama dengan neuron grid - dalam korteks entorhinal, dan , kemungkinan besar, kedua-dua kumpulan sel berkomunikasi secara aktif dengan rakan. Hasil penyelidikan diterbitkan dalam Nature.

Walau bagaimanapun, tidak pasti bahawa sel baru akan menjadi satu-satunya yang mempunyai fungsi meter kelajuan. Menurut Michael Hasselmo dari Universiti Boston, dia dan rakan usaha samanya akan mempunyai kertas kerja yang menerangkan beberapa jenis neuron pengukur halaju, termasuk yang terdapat dalam korteks entorhinal.

Sebaliknya, kita boleh mengingati kerja yang sangat baru-baru ini di Neuron - di mana ahli sains saraf dari Universiti Bonn dan Pusat Penyakit Neurodegeneratif Jerman menerangkan litar saraf yang menghubungkan memori spatial dan kelajuan pergerakan. Dengan menukar kekerapan impuls dalam litar ini, adalah mungkin untuk mempengaruhi tingkah laku tetikus, bagaimana ia bergerak. Rantaian sel berkelajuan tinggi ternyata bersambung dengan hippocampus, pusat ingatan utama; sebaliknya, korteks entorhinal juga termasuk dalam "zon pengaruh" hippocampus.

Walaupun semua eksperimen yang diterangkan telah dilakukan pada haiwan, pada manusia, kemungkinan besar, perkara-perkara adalah sama - lagipun, adalah penting bagi kita untuk mengetahui kelajuan pergerakan kita sendiri. Mungkin terdapat beberapa meter kelajuan saraf yang bersama-sama menjejaki pergerakan badan dan melaporkannya kepada sistem GPS, yang seterusnya, bersama-sama dengan peta yang disimpan dalam ingatan, membentuk gambaran di mana kita berada.