神经科学家在感觉和行动之间延迟期间地图地映射脑细胞活动

一位UC Santa Barbara研究员研究大脑如何使用对环境的看法来指导行动对负责转变为运动的神经电路的新了解。

“对未来行动的映射看起来很简单，”UCSB神经科学家Michael Goard。“当我们看到红绿灯并使用该信息来指导我们后来的电机行动时，我们一直这样做。然而，这些关联在大脑中的时间映射到大脑中的时间是如何理解的。”

在一篇新论文中，在期刊上发表el，马萨诸塞州理工学院的山羊和同事在简单但基本的认知任务期间在小鼠中映射大脑活动的进展。虽然小鼠的大脑远小于人类的大脑，但存在显着的结构相似之处。小鼠脑由约7500万神经细胞组成或神经元，它在复杂的网络中连接在一起，使得未激发复杂的行为。

研究人员使用大规模的钙成像来测量响应单个神经元在大脑的多个区域，而小鼠进行延迟响应任务。首先，他们培训了小鼠以响应视觉刺激杆 - 通过舔或扣留舔，这取决于条垂直或水平移动。虽然小鼠进行了这项任务，但调查人员从想到的多个脑区记录了涉及的脑区的神经活动 - 包括视觉，榫廓和额外机器皮质。

使用强大的激光扫描显微镜，该团队能够检测来自脑表面下方的神经元表达的钙指示剂的信号。神经元通常具有非常低浓度的细胞内钙，但是当它们变得活跃时，钙水平上升，增加指示剂的荧光并使神经元活性的测量。通过这种方式，科学家能够看到哪些神经元在小鼠进行延迟响应任务时活跃。

“如预期的那样，我们发现许多只在视觉刺激或舔作用过程中回应的许多神经元，但我们也发现了许多神经元在任务的其他部分回复，”戈尔斯布心理学课程助理教授戈拉德说：脑科学与分子，细胞和发育生物学系。“在额外的电机皮质中，我们发现了相当几个神经元在视觉刺激和电机响应之间的延迟期间处于活动状态。这使我们导致了对不同的作用的几个新的解释脑区在履行任务期间正在玩。“

基于不同脑区的神经活动，岩石和他的团队然后使用ophotogsics-一种用光 - 灭活神经元操纵神经细胞的方法，以时间准确的方式来识别在任务的不同部分中的功能。这允许它们弄清楚执行任务所需的领域。例如，该团队确定了视觉和顶点地区参与感知刺激和将其转化为电机计划，但只需要在延迟期间维护电机计划所必需的正面电机皮质。

“使用这种一般方法，我们希望映射不同类型的认知任务的基本区域，”杰拉德解释说。“我们特别感兴趣老鼠保持跨分布式的特定类型的记忆脑地区。“

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