Схемы в мозгу показывают, почему неврологические расстройства появляются

Человеческий мозг содержит миллиарды нейронов, устроенных в сложных схемах, позволяющих людям функционировать относительно контролирования движениями, воспринимая мир и принятие решений. Чтобы понять, как интеллектуальные труды и какие дисфункции происходят при неврологических расстройствах, это критически, чтобы расшифровать эти мозговые схемы.Новое исследование, показанное в выпуске 9 августа Природы, показывает, что нейробиологи MIT теперь приехали ближе к этой цели путем обнаружения, что два главных класса клеток головного мозга подавляют невральную активность определенными математическими способами, на которое вычитание типа из полной активации, пока другой тип делит его.

Мриганка Sur, профессор Пола Э. Ньютона Нейробиологии и ведущий автор бумаги Природы, замечаний:«Это очень простые но глубокие вычисления. Основная проблема для нейробиологии состоит в том, чтобы осмыслять крупные объемы данных в зубной мост, который может быть помещен на язык вычисления. Это была тайна, как эти различные типы клетки достигают этого».

Результаты исследования могли помочь в получении большего понимания о болезнях, что ученые верят, вызываются дисбаллансами в мозговом торможении и возбуждении, такими как аутизм, шизофрения и биполярное расстройство.Мозг содержит сотни различных типов нейронов, несмотря на то, что большинство нейронов является возбудительным с меньшим процентом, являющимся подавляющим.

Неустойчивое равновесие между этими двумя влияниями является основанием для всей сенсорной обработки и познавательной функции. Дисбаллансы в возбуждении нейрона и торможении были связаны с аутизмом и шизофренией.

Sur, который является также директором Центра Simons Социального Мозга в MIT, заявляет:«Там выращивает доказательства, что альтерации возбуждения и торможения в ядре многих субпопуляций психоневрологических нарушений. Это целесообразно, потому что это не нарушения фундаментальным способом, которым строится мозг. Они — тонкие нарушения в мозговой схеме, и они влияют на очень определенные мозговые системы, такие как социальный мозг».Новое исследование включило исследование двух главных классов тормозных нейронов, т.е. parvalbumin-выражения (ОБЪЕМ ПЛАЗМЫ) межнейроны, предназначающиеся для клеточных тел нейронов и выражения соматостатина (SOM) межнейроны, предназначающиеся для дендритов, известных как маленькие, выполняющие переход прогнозы других нейронов.

И ОБЪЕМ ПЛАЗМЫ и клетки SOM блокируют пирамидальные клетки, которые являются типом нейрона.Чтобы заняться расследованиями, как эти нейроны оказывают свое влияние, команда должна была разработать стратегию, в которой они могли активировать специфично ОБЪЕМ ПЛАЗМЫ или нейроны SOM в живущем мозгу, таким образом, они могли наблюдать реакции целевых пирамидальных клеток.

В модели мыши исследователи генетически запрограммировали или ОБЪЕМ ПЛАЗМЫ или клетки SOM у животных, таким образом, они производят светочувствительный белок, названный channelrhodopsin, который, когда залито в клеточные мембраны нейронов, контрольные группы в — и исходящий поток ионов от нейронов, изменяя их электрическую активность. Путем блистания свет на нейронах исследователи смогли стимулировать их.

Путем объединения предыдущего процесса с кальциевым отображением в целевых пирамидальных клетках кальциевые уровни отражают электрическую активность клетки и поэтому позволили команде определить сумму подавляемой активности подавляющими клетками.Рунян объясняет:? «Вплоть до, возможно, три года назад, Вы могли только что вслепую сделать запись от любой клетки, с которой Вы столкнулись в мозгу, но теперь мы можем фактически предназначаться для нашей записи и нашей манипуляции к четко определенным классам клетки».

Команда хотела узнать, как активация этих тормозных нейронов будет влиять на визуальный ввод мозгового процесса, и в случае их исследования это была или горизонталь, вертикальные или наклоненные пластинки. Представление такого стимула приводит к отдельным клеткам в пунктах ответа глаза света.

Эта информация тогда передается таламусу, в свою очередь передающему ее к зрительной зоне коры головного мозга. Когда информация едет через мозг, это остается пространственно закодированным, так, чтобы горизонтальная планка активировала соответствующие ряды клеток головного мозга.Эти клетки также получают подавляющие сигналы, помогающие в точной настройке их реакции и также гарантирующие, что существует не по стимуляции. Команда обнаружила, что эти подавляющие сигналы имеют два специфично различных эффекта; Торможение нейронами SOM вычитает из общей суммы активности в клетках — мишенях, пока торможение нейронами ОБЪЕМА ПЛАЗМЫ делит общую сумму активности в клетках — мишенях.

Вилсон комментирует: «Теперь, когда у нас наконец есть технология, чтобы демонтировать схему, мы видим то, что каждый из компонентов делают, и мы нашли, что может быть глубокая логика к тому, как эти сети естественно разработаны».Оба из этих типов торможения также имеют различные эффекты на различные клеточные реакции. Каждый сенсорный нейрон только отвечает на определенную субпопуляцию стимулов как местоположение или диапазон яркости. Когда торможение ОБЪЕМА ПЛАЗМЫ делит активность, клетка — мишень все еще отвечает на тот же диапазон вводов, но с субтракцией торможением SOM, диапазон вводов, на которые отвечают клетки, сужает, и поэтому делает клетку более отборной.?

В отличие от торможения нейронами SOM, увеличенное торможение нейронами ОБЪЕМА ПЛАЗМЫ также изменяет выгоду реакции, которая является измерением того, насколько клетки отвечают на изменения по контрасту. Исследователи выдвигают гипотезу, что эта схема, вероятно, повторяется всюду по мозгу, и это, также играет роль в других типах сенсорного восприятия и более высоких познавательных функций.Лаборатория Сура планирует исследовать функцию ОБЪЕМА ПЛАЗМЫ и тормозных нейронов SOM в модели мыши аутизма у мышей, пропускающих ген MeCP2.

Отсутствие MeCP2 вызывает Синдром Rett, редкое заболевание с симптомами, подобными аутизму и другим неврологическим и физическим ухудшениям. Команда планирует проверить, лежит ли отсутствие нейронного торможения в основе болезни при помощи их новой технологии.

Назад

Ученые изобрели солнечную батарею, которая может генерировать энергию ночью

Далее

Новый метод отображения мог обеспечить понимание психических расстройств

10 комментариев

  1. Tholsa

    А у вас есть альтернатива харперу? У нас что либералы, что лейбористы — полные придурки. Зеленые еше хуже. А больше и никого…

  2. Anayazar

    в донецке цигана какото комундира пришили , не дождался помощи от вездесущего уйла или наоборот дождался

  3. Bandihuginn

    это ж уй ,а не неправильный нос

  4. Невьянцев Пахом

    Дед мог бы просо сказатьчто надотвсех нынешних или посадить ка овощи или порешить

  5. Manarus

    там уганчане уже написали на счет денег прислать

  6. Nile

    Основной итог -Украина оторвалась от диктатуры и рашизма. А безвиз — это приятный бонус для многих.

  7. Darksinger

    сталактит говняный возмущен

  8. Павленко Арина

    и эрдоган потрогает его со спины

  9. Kelegas

    зачем отдыхать там, где всё хреново, и при чем здесь Украина, чурка нерусская?

Добавить комментарий