科学家用晶须解决长期常见的谜团

红色交通信号灯
Credit:Pixabay / CC0 Public Domain

当我们在提前看到红色的红绿灯时踩到汽车制动器时,一系列事件在闪电速度下大脑展开。

红绿灯的形象从我们的眼睛转移到,这反过来汇往Premotor Cortex-A的一部分参与准备和执行肢体运动。然后将信号送到我们的脚上踩到制动器上。然而,帮助身体从“看到”到“踏步”的脑区仍然是一个谜,令人沮丧的神经科学家和心理学家。

要解开这款“黑匣子”,这是加利福尼亚大学的神经科学家河畔的神经科学家团队已经尝试过小鼠以识别函数超出感官编码和电机编码的大脑区域,潜在地开辟了研究蜂窝和电路机构的新方向感觉电机变换。研究人员报告了传统上定义为小鼠的晶须电机皮质的皮质区域与转换过程最直接相关。

在实验室中,研究人员培养了小鼠,以感受到他们晶须的一侧的略微偏转,并通过舔水口感测它来报告。

“我们记录了大脑某些区域的神经元活动,这些区域可能通过‘神经元语言’传递这种感觉-运动转换当鼠标执行刺激检测的任务时,“神经科学研究生计划的研究生Zhaoran Zhang说,Zhaoran Zhang说,并发表了研究论文的第一作者eneuro.是神经科学协会的开放式学期。

Zareian签署,在心理学系和研究论文的联合第一作者中,该团队使用简单但直观的数学工具将神经元的电气活动转化为数字,以描述神经元感觉多少,它们在多大程度上反映了即将到来的运动输出,以及它们在多大程度上预测是否可以成功地转化为正确的行为。

“我们位于传统上被定义为晶须电机皮层的大脑区域,以前认为鼠标如何移动晶须,”Zareian说,“我们发现这个皮质区域能够将来自晶须偏转的感觉输入转换为更多在这种情况下,一般运动舔 - 舔 - 而不是移动晶圆。“

通讯作者Edward Zagha,心理学助理教授和团队的原则调查员,解释了一个难度寻找操作感觉-运动转换的是,尽管科学家可以很容易地在实验室测量感觉和运动相关的大脑活动,但在大脑中进行感觉-运动转换的内部过程是难以捉摸和难以量化的。

Zagha说:“我们的大脑在不止一个地方代表感觉和运动信息,而且通常以多种目的冗余的方式,比如调整未来的动作,增强感知或记忆存储。”因此,科学家现在能够区分转换的位置,以及那些仅仅反映感官或运动信息用于其他目的的区域。这可以极大地改善对感觉和运动相关大脑缺陷患者的靶向治疗。”

接下来,研究小组计划将研究重点放在须的运动皮层上,以证明在这个区域内发生了什么使的过程。

“有趣的是,每个皮质区域由多层和多个神经元的多层组成,例如经过研究的兴奋性和抑制性神经元,”Zagha说。“因此,这扩大了我们对执行感觉电动机变换的神经生物学电路的知识,并识别潜在治疗干预的部位以调节这些大脑功能。”

该研究论文的题目是“小鼠胡须检测任务中感觉-运动转换的皮质定位”。


进一步探索

研究增进了对大脑如何在忽视干扰的情况下集中注意力的理解

引用科学家通过一根胡须解决了长期以来的谜题
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