内部指南针:在大脑中模块化的地图
地标性建筑像一座教堂的尖塔或黄房子拐角处导航能力起着重要的作用。但内部罗盘,也被认为是由专门的大脑神经元细胞“方位”。这些神经元响应方向,仍有许多未解决的难题,它们是如何工作的。一个神经科学家团队在图宾根大学建立了他们在哪儿,它们是如何连接到大脑的其他部分,并支持他们的活动机制。研究人员认为他们可能已经发现大脑中的位置的信息从内部指南针满足输入关于外部的地标。国际团队是由神经生物学研究所的帕特丽夏Preston-Ferrer博士和Werner Reichardt综合神经科学中心(CIN)。进行的这项研究,与深圳先进技术研究院合作,已经发表在《华尔街日报》细胞的报道。
“方位细胞的存在是记录超过30年前的啮齿动物。就像一个指南针,这些神经元遵循动物的运动环境,从而导致大脑的内部表示方向,”帕特里夏·Preston-Ferrer博士解释道。“如果你了解神经元在大脑工作,首先需要让他们可见,”她补充道。为了理解在大脑信息处理软件需要解决潜在的大脑电路硬件。早在2016年,研究小组建立了一个实验性的方法进行方位神经元在显微镜下可见。
相应的人类大脑的结构
已知方位神经元位于presubiculum优先,专业的皮层区域。“我们非常惊讶发现鼠标presubiculum不是均匀的,但很明显分成模块,“朱塞佩•Balsamo CIN研究员说。“我们发现分子截然不同的两种不同类型的模块,并以不同的方式与大脑的其他部分相互联系。”The team found that these modules were present not only in the rodent brain, but also in the human brain.
通过标识单个方位神经元,作者发现了两个引人注目的现象。首先,方位神经元只被发现在一个皮质模块,指着一个精确的结构组织presubicular皮层。第二,这模块类型是由一个特定的人口控制的丘脑核,这是参与视觉地标信息的处理。“我们知道有效的导航依赖内部罗盘的使用,再加上外部视觉具有里程碑意义的信息,”教授说安德里亚·Burgalossi CIN的研究主管单位。“我们可能已经找到了在大脑内部的方向感和视觉信息结合支持导航。”
关掉指南针
该小组还发现,每当他们人为扰动皮质的活动模块,方位神经元突然变得沉默。“看来我们的操作关闭内部指南针,“爱德华多Blanco-Hernandez博士说。然而,并不是所有的方位神经元就沉寂了下来。“我们目前不知道沉默和稳定的方位神经元在行为提供不同的功能,但显然内部指南针有比之前更复杂的结构。”
“我们已经得到了深入的基本组织原则皮层,“Preston-Ferrer博士说。事实上,模块化一直在观察其他皮质。大脑皮层是神经组织的薄层表面的大脑,它主要负责高阶认知功能。通过专注于方位系统,团队能够映射一个functions-internal direction-onto底层皮质结构的表征。“现在这将是重要的理解以及presubicular皮质模块在开发期间,出现“Burgalossi教授说,“和他们是否中断在神经退行性疾病,如阿尔茨海默病,内部的方向感,问题是最早的迹象之一。”
进一步探索
