περίληψη: Μια πρόσφατη ανακάλυψη εντόπισε έναν συγκεκριμένο τύπο νευρικής σύνδεσης στον προμετωπιαίο φλοιό που είναι υπεύθυνος για την ενημέρωση της κατανόησής μας για τον κόσμο και τους κανόνες του.
Η σύνδεση, η οποία σχηματίζεται από ανασταλτικούς νευρώνες, επικοινωνεί με νευρώνες που βρίσκονται πιο μακριά στο αντίθετο ημισφαίριο του προμετωπιαίου φλοιού. Ο ρόλος αυτής της σύνδεσης διερευνήθηκε χρησιμοποιώντας ένα έμπειρο τεστ με αρουραίους, στο οποίο οι αρουραίοι που δεν μπορούσαν να προσαρμοστούν στην αλλαγή αποδείχθηκε ότι διέκοψαν τις ανασταλτικές νευρικές συνδέσεις μεγάλων αποστάσεων.
Αυτή η ανακάλυψη συμβάλλει στην κατανόησή μας για τη λειτουργία του εγκεφάλου και θα μπορούσε να βοηθήσει στη μελέτη καταστάσεων όπως η σχιζοφρένεια, η διπολική διαταραχή ή η διαταραχή του φάσματος του αυτισμού, στις οποίες οι ασθενείς αγωνίζονται να προσαρμοστούν στην αλλαγή.
Βασικά στοιχεία:
- Η μελέτη ανακάλυψε έναν συγκεκριμένο τύπο νευρικής σύνδεσης στον προμετωπιαίο φλοιό, που αποτελείται από ανασταλτικούς νευρώνες, που ενημερώνει την αντίληψή μας για τον κόσμο και τους κανόνες του.
- Αυτοί οι ανασταλτικοί νευρώνες βρέθηκε ότι επικοινωνούν με νευρώνες που βρίσκονται πιο μακριά από αυτό, στο αντίθετο ημισφαίριο του προμετωπιαίου φλοιού.
- Όταν αυτές οι ανασταλτικές νευρικές συνδέσεις μεγάλων αποστάσεων διαταράχθηκαν στα ποντίκια, τα ποντίκια δεν ήταν σε θέση να προσαρμοστούν στις αλλαγές, υποδηλώνοντας πιθανές επιπτώσεις ψυχιατρικών καταστάσεων όπως η σχιζοφρένεια, η διπολική διαταραχή και η διαταραχή του φάσματος του αυτισμού.
πηγή: Ινστιτούτο Εγκεφάλου του Παρισιού
Για να προσαρμοστεί στις αντιληπτές αλλαγές στο περιβάλλον μας, ο εγκέφαλος ενημερώνει συνεχώς τη δραστηριότητα των νευρικών κυκλωμάτων στον προμετωπιαίο φλοιό, μια περιοχή που εμπλέκεται στην προσοχή, την προσμονή και τη λήψη αποφάσεων.
Αλλά μέχρι τώρα, οι ερευνητές δεν γνώριζαν τους μηχανισμούς που ευθύνονται για αυτές τις προσαρμογές – οι οποίες είναι απαραίτητες για τα τρωκτικά, τα πρωτεύοντα θηλαστικά και τους ανθρώπους εάν θέλουν να επιβιώσουν.
«Με τη μελέτη αυτής της αξιοσημείωτης ικανότητας, βρήκαμε έναν συγκεκριμένο τύπο νευρικής σύνδεσης στον προμετωπιαίο φλοιό που βοηθά στην ενημέρωση της αναπαράστασής μας για τον κόσμο — και, κυρίως, στους κανόνες του», εξηγεί η Kathleen Chu, ερευνήτρια στην ομάδα Cortical Microcircuits στο Ινστιτούτο Εγκεφάλου στο Παρίσι..
“Χάρη σε αυτό, δεν επιμένουμε σε ακατάλληλες στρατηγικές για την επίτευξη ενός στόχου. Είναι σαν να γράφουμε παλιό κώδικα ξανά και ξανά για να ανοίξουμε την πόρτα.”
Αυτή η νέα σύνδεση αποτελείται από ανασταλτικούς νευρώνες, μια κατηγορία νευρώνων ικανών να αναστέλλουν τη δραστηριότητα άλλων νευρώνων. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι αυτοί οι ανασταλτικοί νευρώνες μεταδίδουν ηλεκτρικές και χημικές πληροφορίες σε περιοχές στην άμεση γειτνίασή τους. Αλλά ενώ εξερευνούσε πώς λειτουργεί σε ποντίκια, η Kathleen Chu και οι συνεργάτες της στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια έκαναν μια σημαντική ανακάλυψη.
«Παρατηρήσαμε ότι μια υποκατηγορία ανασταλτικών νευρώνων, οι ενδονευρώνες που εκφράζουν παρβαλβουμίνη, μπορούν να επικοινωνούν με νευρώνες που βρίσκονται πολύ μακριά από αυτήν, στο αντίθετο ημισφαίριο του προμετωπιαίου φλοιού», λέει ο ερευνητής.
Μυστικά για σχέσεις από απόσταση
Για να κατανοήσουν καλύτερα την ακριβή λειτουργία αυτών των εσωτερικών νευρώνων, η ομάδα παρατήρησε τη δραστηριότητά τους σε ποντίκια κατά τη διάρκεια μιας επιδέξιας δοκιμής. Οι ερευνητές έδωσαν στα ζώα κύπελλα στα οποία ήταν κρυμμένο το φαγητό.
Αρχικά, η παρουσία σκόρδου ή άμμου στο δοχείο υποδηλώνει την ακριβή θέση της γενναιοδωρίας. Στη συνέχεια, αυτή η ένδειξη αντικαταστάθηκε από μια άλλη, αναγκάζοντας τους αρουραίους να αναγνωρίσουν και να εκμεταλλευτούν τον νέο κανόνα για την ανακάλυψη τροφής.
Ωστόσο, όταν οι περίφημες ανασταλτικές συνάψεις μεγάλων αποστάσεων απενεργοποιήθηκαν σε μια ομάδα τρωκτικών μέσω μιας οπτογενετικής τεχνικής, αποδείχθηκαν ανίκανα να προσαρμοστούν στην αλλαγή.
Συνεχίζουν να αναζητούν τροφή όπου ανακαλύψουν άμμο ή τη μυρωδιά του σκόρδου. Κάπως έτσι, τα ποντίκια είχαν κολλήσει στις παλιές τους συνήθειες…
Οι ερευνητές έδειξαν επίσης ότι οι ανασταλτικές συνδέσεις μεγάλων αποστάσεων συγχρονίζουν τις διαφορές στην ηλεκτρική δραστηριότητα των νευρώνων υψηλής συχνότητας – γάμμα ταλαντώσεις – μεταξύ των ημισφαιρίων στον προμετωπιαίο φλοιό.
«Αυτός ο συγχρονισμός συνδέθηκε με ένα συγκεκριμένο γεγονός: τη στιγμή που τα ποντίκια συνειδητοποίησαν ότι ο κανόνας δεν ίσχυε πλέον», λέει ο Zhou.
Παραδόξως, τα αποτελέσματα αυτού του συγχρονισμού παραμένουν με την πάροδο του χρόνου. Τα ποντίκια στα οποία απενεργοποιήθηκαν οι ενδονευρώνες που εκφράζουν παρβαλβουμίνη παρέμειναν ανίκανοι να ενσωματώσουν τις νέες βάσεις για αρκετές ημέρες.
Στη συνέχεια, η τεχνητή διέγερση του συγχρονισμού γάμμα αντιστάθμισε αυτή την ανεπάρκεια και αποκατέστησε πλήρως τις προσαρμοστικές του ικανότητες.
Ελαφρά έλλειψη ελαστικότητας
Προηγούμενη έρευνα έχει δείξει ανεπαρκή συγχρονισμό των κυμάτων γάμμα στον προμετωπιαίο φλοιό και ανωμαλίες των ανασταλτικών νευρώνων βρίσκονται σε πολλούς ασθενείς με σχιζοφρένεια. Αυτή η ψυχική ασθένεια οδηγεί σε μεγάλη δυσκολία προσαρμογής στην αλλαγή – ένα σύμπτωμα που παρατηρείται επίσης στη διπολική διαταραχή ή στη διαταραχή του φάσματος του αυτισμού.
Θα απαιτηθούν περαιτέρω μελέτες για τον προσδιορισμό του ρόλου που μπορεί να διαδραματίσουν οι δυσλειτουργικές ανασταλτικές νευρωνικές συνδέσεις σε αυτές τις ασθένειες.
Ο ερευνητής προσθέτει: “Δεν γνωρίζουμε συγκεκριμένα ποια κύτταρα στον προμετωπιαίο φλοιό λαμβάνουν πληροφορίες μέσω αυτών των συνδέσεων μεγάλων αποστάσεων. Επίσης δεν γνωρίζουμε τους μοριακούς μηχανισμούς που εμπλέκονται σε μακροπρόθεσμες αλλαγές στη νευρική δραστηριότητα.”
Η απάντηση σε αυτές τις ερωτήσεις μπορεί να μας βοηθήσει να καταλάβουμε υπό ποιες συνθήκες ο εγκέφαλος παραιτείται από την κατοχή ορισμένων πληροφοριών… και ανοίγει την πόρτα στην ανανέωση.
Σχετικά με αυτό το Neuroscience Research News
συγγραφέας: Μαίρη Σάιμον
πηγή: Ινστιτούτο Εγκεφάλου του Παρισιού
επικοινωνία: Marie Simon – Ινστιτούτο Εγκεφάλου, Παρίσι
εικόνα: Η εικόνα πιστώθηκε στο Neuroscience News
Αρχική αναζήτηση: ανοιχτή πρόσβαση.
“Η αναστολή μεγάλης εμβέλειας συγχρονίζει και ενημερώνει τη δραστηριότητα της προμετωπιαίας εργασίαςΑπό Kathleen Chu et al. φύση
μια περίληψη
Η αναστολή μεγάλης εμβέλειας συγχρονίζει και ενημερώνει τη δραστηριότητα της προμετωπιαίας εργασίας
Οι αλλαγές στα μοτίβα δραστηριότητας στον έσω προμετωπιαίο φλοιό επιτρέπουν στα τρωκτικά, τα πρωτεύοντα πλην του ανθρώπου και τους ανθρώπους να ενημερώσουν τη συμπεριφορά τους για να προσαρμοστούν στις αλλαγές στο περιβάλλον – για παράδειγμα, κατά τη διάρκεια γνωστικών εργασιών.
Οι ανασταλτικοί νευρώνες που εκφράζουν παρβαλβουμίνη στον έσω προμετωπιαίο φλοιό είναι σημαντικοί για την εκμάθηση νέων στρατηγικών κατά τη διάρκεια μιας εργασίας αλλαγής κανόνων, αλλά οι αλληλεπιδράσεις κυκλωμάτων που μετατοπίζουν τη δυναμική του προμετωπιαίου δικτύου από τη διατήρηση στην ενημέρωση των προτύπων δραστηριότητας που σχετίζονται με την εργασία παραμένουν άγνωστες. Εδώ περιγράφουμε έναν μηχανισμό που συνδέει νευρώνες που εκφράζουν παρβαλβουμίνη, μια νέα ανασταλτική συνδεσιμότητα με τον θάλαμο και αλλαγές στις αναπαραστάσεις εργασιών.
Ενώ η μη ειδική αναστολή όλων των προβολών σωμάτιου σωμάτων δεν εμποδίζει τους αρουραίους να μάθουν τις αλλαγές στις βάσεις ή να διαταράξουν την ανάπτυξη προτύπων δραστηριότητας, η αναστολή μόνο των προβολών σωμάτων των νευρώνων που εκφράζουν παρβαλβουμίνη βλάπτει τη μάθηση αλλάζοντας τη βάση, αφαιρώντας τον συγχρονισμό δραστηριότητας γάμμα-συχνότητας που είναι απαραίτητος για μάθηση και Αποτρέπει την αναδιοργάνωση των προτύπων δραστηριότητας του μετωπιαίου λοβού που συνήθως συνοδεύουν τη μάθηση αλλάζοντας τους κανόνες.
Αυτή η διάσταση αποκαλύπτει πώς οι προβολές που εκφράζουν το κάλλος αλλάζουν τον τρόπο λειτουργίας των προμετωπιαίων κυκλωμάτων από συντήρηση σε ενημέρωση μεταδίδοντας συγχρονισμό γάμμα και πύλη την ικανότητα άλλων εισόδων καλωδίωσης να διατηρούν προκαθορισμένες νευρικές αναπαραστάσεις.
Έτσι, οι προβολές σωρού που προκύπτουν από νευρώνες που εκφράζουν παρβαλβουμίνη αντιπροσωπεύουν μια βασική θέση κυκλώματος για την κατανόηση και τη διόρθωση των ελλείψεων στη συμπεριφορική πλαστικότητα και το συγχρονισμό γάμμα που έχουν εμπλακεί στη σχιζοφρένεια και σε σχετικές καταστάσεις.
“Ερασιτέχνης διοργανωτής. Εξαιρετικά ταπεινός web maven. Ειδικός κοινωνικών μέσων Wannabe. Δημιουργός. Thinker.”