Исследователи находят в мозгу путь, который планирует, как добраться из одного места в другое

Исследователи находят в мозгу путь, который планирует, как добраться из одного места в другое

Можно ли подключиться к сигналам в мозгу, чтобы выяснить, куда вы пойдете дальше?? Хироши Ито, исследователь из Института системной нейробиологии им. НТНУ им. Кавли, теперь может сказать «да». Ито только что опубликовал описание того, как это происходит, в выпуске журнала Nature за эту неделю.

Ито и его коллеги, в том числе его руководители, лауреаты Нобелевской премии 2014 года Мэй-Бритт и Эдвард Мозер, взяли образец определенного нейронного пути, чтобы выяснить, является ли расположение механизма, позволяющего животным кодировать свой план перехода из одного места в другое. Их исследование подтверждает, что этот путь, медиальная префронтальная кора через таламическое ядро ​​в гиппокамп, действительно.

Код, предсказывающий поведение

Исследователи разработали исследование, которое поможет им лучше понять, как работает этот сигнальный путь. Они научили крыс бегать попеременно по непрерывному Т-образному лабиринту, который на самом деле больше похож на знак бесконечности с широкой талией или стеблем.

"Мы узнали, что дифференциальная сила возбуждения определенных нейронов точно предсказывает траекторию, которую выберет животное," Ито сказал.

Пока крысы бежали по лабиринту, были сделаны электрофизиологические записи префронтальной коры, таламуса и гиппокампа. Исследователи проанализировали активность нейронов, пока крыса находилась на стволе лабиринта, где ей нужно было решить, идти ли ей налево или направо на предстоящем перекрестке.

Путь решения

Исследователи знают, что есть пути из префронтальной коры через таламус в область CA1 гиппокампа. Однако нет связи с областью CA3, непосредственно примыкающей к CA1 (которая также находится в гиппокампе).

Учитывая это, исследователи сначала проверили, могут ли они обнаружить разницу в кодировании между двумя областями, которая будет отражать траекторию, которую впоследствии выберет крыса. Была явная разница.

CA1 показал гораздо больше кода для любого предстоящего выбора, чем CA3.

Код был виден по интенсивности стрельбы, но не в том, в какой ячейке стреляла и где.

Нахождение "дирижер"

Чтобы понять, как это работает, представьте, что хор поет одну и ту же песню, но разные голоса звучат громче в одном и том же месте песни во время разных выступлений. Слова, мелодия и исполнители такие же, но изменение громкости каждого голоса меняет исполнение. Поскольку они знакомы с "хор", исследователи искали проводник, который они нашли в лобной коре.

Исследователям известно, что код для выбора траектории можно найти в CA1. Исследователи из Института Кавли показали, что аналогичный код присутствует в ядре reuniens (NR) в таламусе, а также в передней поясной извилине (AC) и предлимбической коре (PC), как в медиальной префронтальной коре (mPFC). Исследователи продолжили выяснять, где возникают сигналы, и проверили вклад пути mPFC-NR.

Новый путь кажется решающим

Исследователи смогли установить, что без ввода от mPFC через NR CA1 также теряет свой код для предстоящего выбора траектории. Они смогли подтвердить это, заблокировав передачу сигналов в NR, используя два разных подхода. Это показывает, что коду нужны mPFC и NR, как хору нужен дирижер.

"Для планирования нашего движения в желаемое место требуется нечто большее, чем карта того, где мы находимся," Профессор Мэй-Бритт Мозер говорит. "Мы должны иметь представление о том, где мы находимся в данный момент, и о том, куда мы хотим идти одновременно. Кажется, что клетки, участвующие в навигации, используют как внутренние, так и внешние ключи для определения точного местоположения, а поверх схемы стрельбы есть код разной интенсивности стрельбы, который содержит информацию о следующем движении."

Мозер объясняет, что этот образец интенсивности, по-видимому, находится под руководством префронтальной коры, области мозга, известной у приматов для принятия решений и исполнительной функции.

"Мы считаем, что эти результаты в совокупности предполагают, что новый путь, отвечающий за предполагаемое движение, имеет решающее значение для животных, чтобы выбрать свои действия в желаемом месте на карте," Мозер сказал. "Эти данные также подтверждают роль таламуса в коммуникации на большие расстояния между корковыми областями."

4 комментария к “Исследователи находят в мозгу путь, который планирует, как добраться из одного места в другое”

Оставьте комментарий Отменить ответ

Exit mobile version