UCI neuroteadlased avastavad aju kõrgetasemelise töö taga olevad mehhanismid

UCI neuroteadlased avastavad aju kõrgetasemelise töö taga olevad mehhanismid

Meie võime mõelda, otsustada, hetkesündmusi meeles pidada ja palju muud tuleneb meie aju neokorteksist. Nüüd on California ülikooli neuroteadlased Irvine'is avastanud nende funktsioonide taga olevate mehhanismide peamised aspektid. Nende leiud võivad lõpuks aidata parandada teatud neuropsühhiaatriliste häirete ja ajukahjustuste ravi. Nende uuring ilmub ajakirjas Neuron.

Teadlased on juba ammu teadnud, et neokorteks ühendab nn edasi- ja tagasiside infovooge. Aju sensoorsed süsteemid edastavad andmeid perifeeriast (meie meeltest) neokorteksi kõrgema järgu piirkondadesse. Need kõrgetasemelised ajupiirkonnad saadavad seejärel tagasisideteavet sensoorse töötlemise täpsustamiseks ja kohandamiseks. See edasi-tagasi suhtlus võimaldab ajul pöörata tähelepanu, säilitada lühiajalisi mälestusi ja teha otsuseid.

Lihtne näide on see, kui soovite ületada tiheda liiklusega tänavat. Seal on puid, inimesi, liikuvaid sõidukeid, foore, silte ja palju muud. Teie kõrgema taseme neokorteks ütleb teie sensoorsele süsteemile, millist tähelepanu väärib see, et otsustada, millal üle minna.

Gyorgy Lur, Ph.D., vastav autor, bioloogiateaduste kooli neurobioloogia ja käitumise dotsent

Kõrgema ja madalama taseme süsteemide koostoime võimaldab meil meeles pidada ka seda, mida nägite, kui vaatasite teabe kogumiseks mõlemas suunas. "Kui teil seda lühiajalist mälu poleks, vaataksite lihtsalt edasi-tagasi ega liiguks kunagi," ütles ta. "Tegelikult, kui meie edasi- ja tagasisidevood pidevalt koos ei töötaks, teeksime väga vähe, välja arvatud reageerime reflekside kaudu."

Teadlased ei ole olnud kindlad, kuidas aju neuronid nendes keerulistes protsessides osalevad. Lur ja tema kolleegid avastasid, et edasi- ja tagasisidesignaalid lähenevad üksikutele neuronitele neokorteksi parietaalsetes piirkondades. Uurijad leidsid ka, et erinevat tüüpi kortikaalsed neuronid ühendavad kaks teabevoogu oluliselt erineval ajaskaalal ning tuvastasid nende erinevuste aluseks oleva raku- ja vooluahela arhitektuuri.

"Teadlased teadsid juba, et mitme meele integreerimine parandab närvireaktsioone, " ütles Lur. "Kui näete midagi ainult või ainult kuulete midagi, on teie reaktsiooniaeg aeglasem kui siis, kui tajuksite seda mõlema meelega korraga. Oleme tuvastanud selle aluseks olevad mehhanismid, mis selle võimalikuks teevad."

Ta märkis, et uuringu andmed viitavad sellele, et samad põhimõtted kehtivad siis, kui üks teabevoog on sensoorne ja teine ​​kognitiivne.

Nende protsesside mõistmine on ülioluline neuropsühhiaatriliste häirete, nagu sensoorse töötlemise häired, skisofreenia ja ADHD, samuti insultide ja muude neokorteksi vigastuste tulevaste ravimeetodite väljatöötamisel.

Lur on õppimise ja mälu neurobioloogia keskuse, närviahelate kaardistamise keskuse ja UC Irvine'i kuulmisuuringute keskuse liige.

Doktorikandidaat Daniel Rindner, kes tegi kõik neuronite salvestused ja bioloogilise koetöö, oli töö esimene autor. Archana Proddutur, Ph.D., labori järeldoktor ja töö teine ​​autor, viis läbi arvutusliku modelleerimise, mis viis sensoorseid ja kognitiivseid teabevooge integreerivate protsesside mehaanilise mõistmiseni. Tema uurimistööd on toetanud Whitehalli fond, riiklik vaimse tervise instituut, riiklik neuroloogiliste häirete ja insuldi instituut ning riiklik kurtuse ja muude suhtlushäirete instituut.

Allikas:

California ülikool, Irvine

Viide:

Rindner, DJ jt. (2022) Sünaptilise edasi- ja tagasiside sisendite rakutüübispetsiifiline integreerimine tagumises parietaalkoores. Neuron. doi.org/10.1016/j.neuron.2022.08.019.

.