Навігація нейронів: Як мозок пам'ятає де це було

Особливі нейрони в центрі пам'яті допомагають мозку запам'ятовувати, де він був, де він був недавно, і що попереду.

Як ми знаємо, є спеціальні нейрони в мозку, які називають навігаційні нейрони, які активуються у відповідь на сукупні характеристики ландшафту, в якому знаходиться індивід.





Вирізати мишею hippocampus Навігаційні нейрони в hippocampus, один з головних центрів пам'яті головного мозку. І багато експериментів показали, що вона містить багато карт місцевості, кожен з яких зашифровується спеціальним поєднанням клітин.

Джон О'Кефе, який відкрив такі клітинки в 60-х роках минулого століття, отримав премію Nobel в фізіології або медицині на них. (За умови, що він поділився премією з парою Мозера, яка виявила різну групу навігаційних нейронів, які працюють як GPS-система: вони не зберігають певні карти, їх завдання полягає в тому, щоб відстежувати рух індивіда в просторі.)

Завдяки навігаційній системі головного мозку, тварин і ми знаємо, де ми – розміщуємо нейрони, надамо нам карти. Але питання, яке, ймовірно, ставало багато людей, як мозок відноситься до цих карт до поточного часу? Наприклад, ми приймаємо знайомий маршрут по трьох вулицях, і коли ми йдемо на другу вулицю, ми усвідомлюємо, що перший за нами за нами, і найближчим часом будемо йти на третій, і ми уявимо, що це вулиця No три, не номер один. Так як мозок керує відділом картування?





Стівен J Middleton і Томас J McHugh Інституту досліджень мозку в Японії Інституту фізико-хімічних досліджень (RIKEN) описують механізм, за допомогою якого мозок змінює карти місцевості. Є кілька розділів в hippocampus, а також механізм "картообміну" асоціюється з одним з них, називається CA3, який слугує своєрідним "провідником", який розподіляє час активації між клітинами картування.

Проведено експерименти на мишей: При переміщенні тварин, вони можуть реєструвати активність нейронів місця. Як тварина рухається від місця до місця, ви можете бачити зміни активності нервових клітин, що відповідають всім змінам навколо вас. Ми можемо сказати, що в нейронах є щось схоже на оновлення інформації, і таке оновлення здійснюється з частотою та 8 Гц. В результаті з'явиться візерунок змін активності, а також карти зміни площі в часі – ми залишили щось позаду, пішли кудись, прийдуть кудись.

Але не тільки вони контролюють активність окремих нейронів, вони також вимірюють загальну активність великих кластерів нервових клітин. У деяких мишей, регіон CA3 був відключений з інших областей мозку – клітини були активні, але не могли спілкуватися з нейронами з інших відділів. Виявилося, що в цих модифікованих мишей, послідовні оновлення на рівні нейронних груп припинені (хоча індивідуальні нейрони продовжували регулювати свою активність). В результаті, хоча б відомий шлях тварини, не можна було прогнозувати, як працюватимуть нейрони.

Таким чином, виявилося, що зона CA3 працює як хронометр, що допомагає навігаційній системі мозку не загубитися в часі. Якщо ви відключаєте CA3, то система картографування почне накопичувати помилки через неправильну роботу картографічних нейронів – ті клітини, які повинні працювати раніше, будуть трохи пізніше, ті, які повинні працювати пізніше, будуть активовані заздалегідь, і т.д.

В результаті, хоча мозок все ще знає, де це на даний момент, останні місця або призначення поїздки будуть розмиті вчасно. Наприклад, це може здатися, що просто короткий час назад, буквально десять хвилин тому, було місцевості перед нами, що ми насправді прогулялися годину назад, або що ми повинні ходити і йти до деяких місць, коли насправді це просто навколо кута.



На мікробіомі: Як Microbes Drive Здоров'я людини

Як працює мозок: чорна речовина



Тут можна згадати, що подібні симптоми – втрата в космосі – виникають у людей з порушеннями нейропсихіатричної хвороби (наприклад, шизофренія) та нейродегенеративними захворюваннями (наприклад, синдром Альцгеймера).

Очевидно, що все це пов'язано з порушеною взаємодією між вищезазначеною зоною CA3 та нейронами місця, які зберігають інформацію на мапі в hippocampus. І якщо ми можемо знайти спосіб відновлення або посилення контакту між КА3 та іншими частинами мозку, ми можемо принаймні пом'якшити психічні аномалії, пов'язані з розслабленням космічного часу. Видання



Автор: Кирил Стасевич





P.S. І пам'ятайте, що просто змініть наше споживання – разом ми змінюємо світ!

Джерело: www.nkj.ru/news/28877/