Невролозите от UCI откриват основните механизми зад работата на мозъка на високо ниво

Невролозите от UCI откриват основните механизми зад работата на мозъка на високо ниво

Способността ни да мислим, да решаваме, да помним текущи събития и много други идва от неокортекса на нашия мозък. Сега невролози от Калифорнийския университет в Ървайн са открили ключови аспекти на механизмите зад тези функции. Техните открития в крайна сметка биха могли да помогнат за подобряване на лечението на някои невропсихиатрични разстройства и мозъчни травми. Тяхното проучване се появява в Neuron.

Учените отдавна знаят, че неокортексът интегрира така наречените информационни потоци за предварителна и обратна връзка. Предаващите данни се предават от сензорните системи на мозъка от периферията (нашите сетива) към областите от по-висок порядък на неокортекса. След това тези мозъчни области на високо ниво изпращат информация за обратна връзка, за да усъвършенстват и коригират сензорната обработка. Тази комуникация напред-назад позволява на мозъка да обръща внимание, да запазва краткосрочни спомени и да взема решения.

Прост пример е, когато искате да пресечете оживена улица. Има дървета, хора, движещи се превозни средства, светофари, знаци и др. Вашият неокортекс от по-високо ниво казва на вашата сензорна система какво внимание заслужава, за да реши кога да премине."

Gyorgy Lur, Ph.D., автор-кореспондент, асистент по невробиология и поведение, Училище по биологични науки

Взаимодействието между системите от по-високо и по-ниско ниво също ни позволява да запомним какво сте видели, когато сте погледнали в двете посоки, за да съберем информацията. „Ако нямахте тази краткотрайна памет, просто щяхте да гледате напред-назад и никога да не мръднете“, каза той. „Всъщност, ако нашите потоци за предварителна информация и обратна връзка не работеха постоянно заедно, щяхме да направим много малко, освен да реагираме чрез рефлекси.“

Учените не са сигурни как невроните в мозъка участват в тези сложни процеси. Лур и колегите му откриха, че сигналите за предаване и обратна връзка се събират в отделни неврони в париеталните области на неокортекса. Изследователите също така установиха, че различни видове кортикални неврони обединяват двата потока от информация в значително различни времеви мащаби и идентифицираха клетъчната и верижната архитектура, която е в основата на тези различия.

„Учените вече знаеха, че интегрирането на множество сетива подобрява невронните реакции“, каза Лур. "Ако само виждате нещо или само чувате нещо, времето ви за реакция е по-бавно, отколкото ако го възприемате с двете сетива едновременно. Идентифицирахме основните механизми, които правят това възможно."

Той отбеляза, че данните от проучването предполагат, че същите принципи се прилагат, когато един поток от информация е сензорен, а другият е когнитивен.

Разбирането на тези процеси е от решаващо значение за разработването на бъдещи лечения за невропсихиатрични разстройства като нарушения на сензорната обработка, шизофрения и ADHD, както и за инсулти и други увреждания на неокортекса.

Lur е сътрудник на Центъра за невробиология на ученето и паметта, Центъра за картографиране на невронни вериги и Центъра за изследване на слуха в UC Irvine.

Кандидатът за докторска степен Даниел Ринднер, който извърши всички записи на неврони и работа с биологични тъкани, беше първият автор на статията. Archana Proddutur, Ph.D., постдокторантски изследовател в лабораторията и втори автор на статията, извърши изчислително моделиране, което доведе до механистичното разбиране на процесите, които интегрират сензорни и когнитивни информационни потоци. Нейното изследване е подкрепено от Фондация Уайтхол, Националния институт по психично здраве, Националния институт по неврологични разстройства и инсулт и Националния институт по глухота и други комуникационни разстройства.

източник:

Калифорнийски университет, Ървайн

Справка:

Rindner, DJ и др. (2022) Специфична за клетъчния тип интеграция на входове за синаптична връзка и обратна връзка в задната теменна кора. неврон. doi.org/10.1016/j.neuron.2022.08.019.

.