Vedci objavujú neuróny, ktoré fungujú ako „mozogový rýchlomer“

Po preukázaní toho, že mozog má „interný GPS“, skupina vedcov z Nórska zistila, že má aj „rýchlomer“. V novej štúdii uverejnenej v stredu v časopise Nature vedci ukazujú, že mozog myší má skupinu neurónov zodpovedných za rýchlosť spracovania. Keď myši bežia rýchlejšie, táto skupina nervových buniek páli vyššou rýchlosťou.

Vedúci autori štúdie, Edvard Moser a May-Britt Moser, už v roku 2005 poukázali na existenciu „lokalizačných buniek“, ktoré tvoria polohovací systém v mozgu, ktorý umožňuje človeku orientovať sa vo vesmíre. Objav týchto buniek, označovaných ako druh „interného GPS“, získal v roku 2011 pár vedcov Nobelovu cenu za medicínu. V novej štúdii opisujú objav „rýchlych buniek“, ktoré slúžia výlučne na kódovanie informácií o rýchlosť. Bunky rýchlosti zodpovedajú asi 15% neurónov v mediálnej entorhinálnej kôre - oblasti mozgu - a rýchlosť procesu nezávisle, to znamená, že vystrelia vyššou rýchlosťou, len keď sa rýchlosť zvieraťa zmení bez korelácie. smer pretekov.

Podľa Edvarda Mosera poskytujú rýchle bunky prvok, ktorý chýbal pre úplné pochopenie lokalizačných buniek. Podľa neho sú mozgové funkcie miesta v priestore dynamické a nedajú sa vysvetliť iba priestorovými rozmermi. Aby sa mozog mohol orientovať vo vesmíre, musí rovnako ako každé zariadenie GPS poznať nielen mapu polohy a polohu objektu, ale aj rýchlosť v porovnaní so známym východiskovým bodom. Nový nález pridáva do vyhľadávacích buniek časovú dimenziu.

„Mapa vytvorená (v mozgu) lokalizačnými bunkami je dynamická v tom zmysle, že výber aktívnych lokalizačných buniek sa mení podľa našich pohybov v priestore. Keď sa pohybujeme, aktivita tejto mapy sa mení spôsobom, ktorý odráža priamo naše umiestnenie v prostredí.

Aby sa to stalo, potrebujú lokalizačné bunky okamžité informácie o našej rýchlosti, aby pohyby v mozgovej mape mohli priamo odrážať pohyby vo vonkajšom prostredí, “uviedol Moser v správe. Hoci sa líši od lokalizačných buniek, Podľa Mosera s nimi veľmi úzko komunikujú. „Lokalizačné bunky sú pravdepodobne hlavnými príjemcami informácií poskytovaných rýchlostnými bunkami, “ uviedol.

Podľa Mosera môžu neuróny na určovanie polohy a rýchlosť pomôcť pochopiť, ako sa v mozgu tvorí vedomie. „Štúdium buniek lokalizácie a rýchlosti nám hovorí o fungovaní kortexu. Poskytujú dôležitý náhľad do základných výpočtových kódov kortexu. Pretože kortex je základom toho, čomu hovoríme vedomie, môže nám pomôcť prehĺbenie vedomostí o ňom. získať úplné pochopenie toho, ako všetky kortikálne regióny spolupracujú - čo nám pomôže pochopiť formovanie vedomia, “uviedol vedec.

Ďalším krokom pre líniu výskumu páru Moserov bude podľa vedcov skúmanie toho, ako rôzne bunkové typy polohovacieho systému spolupracujú. „Chceme vedieť, ako dochádza k interakcii medzi polohovými a rýchlosťovými bunkami a ako nám všetky typy buniek v tejto oblasti mozgu umožňujú vnímať našu aktuálnu polohu. Chcel by som tiež zistiť, ako túto dynamickú mapu polohy číta zvyšok mozog a ako sa toto čítanie premieta do činnosti, “povedal Moser.

Pri výskume si vedci implantovali elektródy do myší, ktoré sú schopné zaznamenať aktivitu tisícov neurónov v entorhinálnej kôre. Zvieratá sa potom zachytili na dopravnom páse. Keď sa zariadenie pohybovalo, boli myši nútené bežať pri rôznych rýchlostiach naprogramovaných v počítači. Výsledkom bolo, že našli významný vzťah medzi kolísaním rýchlosti a aktivitou skupiny neurónov, ktorá sa nazýva rýchlosť buniek.

Autor: Fábio de Castro - Sao Paulo

V súhrne.