探索大脑以一种新的方式:研究员记录神经元来理解认知

沃尔多在哪里?

我们是否正在寻找Waldo杂乱的钥匙在一个房间里,我们利用大脑的额叶区域的一部分执行视觉时,goal-related任务。我们中的一些人做得很好,而对其他人有点挑战性。

一个西维吉尼亚大学的研究人员着手调查原因,特别是大脑的这一部分,称为前辅助运动区,并在搜索。

为了找到答案,王烁,化学和生物医学工程助理教授,在难得的机会来记录单神经元在癫痫患者植入电极。他发现神经元信号是否一个可视化的目标搜索被发现,如果没有,多久病人一直在寻找项目。

这表明pre-SMA有助于信号的目标检测和目标导向行为的开始搜索过去了多长时间,无论任务。

也许是科学家们第一次发现神经元在人类pre-SMA代表搜索目标,王说。

这些发现将有助于更好的理解认知方面的疾病如帕金森氏症和精神分裂症,与pre-SMA的障碍,他说。同样,pre-SMA多动症是一种频繁观察自闭症患者。

王的研究,与Ueli Rutishauser合作完成的,神经外科副教授,和亚当Mamelak,神经外科教授从西奈医疗中心,Ralph Adolphs和生物学教授从加州理工学院的,发表在神经学杂志上大脑。

“大脑大约有一千亿个神经元,”王说,他是洛克菲勒神经科学研究所的一部分。“只有少数实验室可以看看人类的单一神经元的活动。类似的录音已经完成在海马和杏仁核,这是大脑区域重要的记忆,很多年了。然而,录音pre-SMA非常少见。我们的新纸是一种只有少数论文已经报道了人类pre-SMA使用这种技术。”

的癫痫患者参与研究的接受侵入性发作监控在cedars - sinai医疗中心在洛杉矶。小王和他的合作者进行并发眼球运动的录音和单一神经元的病人当他们执行memory-guided视觉搜索任务。他们设法创纪录的182个神经元在9个病人。

“我们的临床过程—该患者监测单元等待癫痫发生,“Mamelak说。“我们使用改性电极,深度植入监测癫痫发作,记录单个神经元的活动,观察他们的活动在我们的任务。这是目前一种可能性单一神经元的活动在人类。”

在目标导向的视觉任务,病人,病人被要求找到一个对象或面临坐落在许多其他物品显示在屏幕上。在这个任务中,研究人员发现,40%的神经元信号目前固定项是否搜索目标。

王先生和他的同事进一步解决这两个问题:1。做pre-SMA神经元信号目标探测等这样的或者说需要显示一个按钮按下(实验的一部分要求病人应对按钮盒)?2。做pre-SMA神经元信号检测的目标,无论指定的形式?

“我们分析了相同的神经元在所有三个任务,发现电机的目标反应是独立输出,搜索和一个类定义的格式搜索提示。这说明,这些信号是一个抽象的认知自然,”Rutishauser说。

“我们的数据支持这样的观点,障碍pre-SMA可能体现在贫穷的能力执行目标导向行为,比如寻找一个项目在一个杂乱的房间,”王说。

“希望我们的研究可以推动策略来改善患者的认知功能障碍的pre-SMA。”