保持平衡:识别感知意外运动的关键神经元
Kathleen Cullen教授已经能够在大脑内识别一个不同且令人惊讶的小细胞集群,在大脑中,在毫秒内反应,以便在意想不到的事情发生时重新调整我们的动作,无论是在冰上滑落还是在滑雪时撞击岩石。这一发现既是推翻了当前的理论,了解如何在我们迁移世界时学会维持平衡,并且对理解晕动疾病的神经基础具有重大影响。
在蒙特利尔,我们每个人每年冬天至少都会发生一次这样的事情。你走在人行道上,还没反应过来,你就滑倒在一层雪下的一块冰上了。有时你下降。令人惊讶的是,你常常能恢复平衡,毫发无损地离开。麦吉尔大学的研究人员现在了解了大脑当你能在这种情况下恢复平衡。这不仅仅是一个好运气的问题。
Kathleen Cullen教授和她的博士学生Jess Brooks的生理学部门能够识别独特而令人惊讶的小集群细胞在大脑中深入,在毫秒内反应,以重新调整我们的动作,当发生意外发生的事情时,它是否正在冰上滑动或在滑雪时击中岩石。令人惊讶的是,每个小区域中的每个单独的神经元小于引脚头的尖端都显示出预测和选择性地响应意外运动的能力。
这一发现既推翻了目前关于我们如何在生活中学会保持平衡的理论,也对理解人类的行为有重要意义神经基础晕车。
一段时间以来,科学家们建立了这样的理论,即我们能够精确地调整我们的动作,保持我们的平衡,这要归功于一个“预期”神经库运动是我们通过“感官冲突”和错误获得的。当我们在世界中穿行时,我们认为会发生的事情与我们的感官提供给我们的有关运动的信息有时是矛盾的,这两者之间不匹配时,“感官冲突”就会发生。
当我们的身体察觉到眼睛看不见的运动时(比如在飞机、海洋或汽车旅行时),或者当我们的眼睛察觉到身体无法察觉的运动时(比如看IMAX电影时,当镜头高速俯冲到陡峭的悬崖边缘,深入峡谷和山谷时,我们的身体却一动不动)。这些“感官冲突”也会导致眩晕和恶心的感觉晕车。
但是,尽管参与估算空间方向的大脑区域已经被识别了一段时间,直到现在,还没有人能够证明这一点神经元信号”的感觉冲突“确实存在,但也没有确切说明它们是如何工作的。Cullen教授说:“我们已经知道小脑是大脑的一部分,它接收感觉信息,然后让我们以适当的方式运动或做出反应。”“但真正令人兴奋的是,我们第一次非常清楚地展示了小脑如何选择性地编码意外的动作,然后向我们的身体发送帮助我们保持平衡的信息。”这是一种非常精确的神经计算,令人兴奋和意外。”
通过证明这些“感觉冲突”神经元既存在,又通过“在飞行中”对哪些感觉信息做出反应而发挥作用,卡伦和她的团队在我们理解大脑是如何工作以保持我们的身体的方面取得了重大进展平衡当我们移动时。
这项研究是通过记录猕猴的大脑活动完成的,这些猕猴在执行特定任务的同时,意外地被飞行模拟器类型的设备移动。
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