Forscher identifizieren eindeutige neuron berechnet, dass wie ein Kompass
Es ist 5 Uhr, als Sie aus dem Parkhaus bei der Arbeit, aber Sie merken, Sie haben keine Ahnung, welchen Weg zu drehen, um nach Hause zu Reisen. Sie wissen, wo Sie sind und in welcher Straße Ihr Haus auf—es ist nur so, dass du dich nicht erinnern kannst, wie man es.
Dies ist, was passiert mit Patienten mit Schäden an einem Teil des Gehirns namens der retrosplenial Kortex, einer wichtigen region beteiligt an der Orgel ist der innere Kompass. Trotz seiner Bedeutung für die navigation, den Neuronen und schaltungen, die es verwendet, um zu helfen, Leute aus dem Büro, zu Hause bleiben zu wenig erforscht.
Durch die Aufzeichnung der Signale von einzelnen Neuronen im Gehirn der Maus, Forscher an der University of Michigan festgestellt haben einen ausgeprägten exzitatorischen neuron in der retrosplenial cortex. Die Eigenschaften dieser Neuronen sind bestens geeignet zum codieren Richtung-Informationen über lange Laufzeiten, wie ein Kompass.
„Regelmäßige Neuronen in der Hirnrinde sind bei guter Codierung Richtungs-Informationen nur, wenn Sie sich bewegen Sie Ihren Kopf, aber was passiert, wenn dein Kopf noch? Sie müssen noch wissen, welche Richtung Sie konfrontiert sind, so dass Sie können diese Informationen verwenden, Ihre route zu planen“, sagte Omar Ahmed, Assistenzprofessorin für Psychologie, Neurowissenschaften und biomedizinische Technik, und führen Autor der Studie veröffentlicht in der Zeitschrift Cell Reports.
„Im Idealfall benötigen Sie eine andere Art der Nervenzelle, ein neuron, die sich ständig wandeln Sie Ihre Orientierung über lange Laufzeiten, auch wenn Sie Ihren Kopf nicht bewegen.“
Typischen exzitatorischen Neuronen verlangsamt sich das brennen sehr schnell. Im Gegensatz, die neu identifizierten Neuronen kann weiter feuern Ihre Signale an den hohen Preisen für einen längeren Zeitraum—Sie sind ausdauernd und schnell.
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Ein zweiter Unterschied liegt in Ihrer Fähigkeit zur Reaktion auf Eingaben—diese einzigartige Neuronen, die sogenannten low-rheobase—Neurone sind hyperexcitable, das heißt, Sie benötigen wenig input aktiviert werden.
„Ein einfacher name für diese kleine, aber zähe kleine neuron, wie vorgeschlagen, durch meine Mitschüler, würde Die „Kleinen“ Neuron Könnte“, sagte Ellen Brennan, der student, die identifiziert diese einzigartige Neuronen. „Es ist der perfekte name, weil es unterstreicht die Beharrlichkeit, die macht Sie optimal geeignet, um code weiter Richtung. Im Vergleich zu den anderen typischen exzitatorischen Neuronen sind langsam und stur.“
„Die Frage war also, kann diese geringe rheobase Nervenzellen verarbeiten die Richtungsinformation besser als die typischen exzitatorischen Neuronen?“, sagte Shyam Sudhakar, ein postdoctoral fellow in der Ahmed-lab, die erstellte computer-Modelle, die von diesen Neuronen zeigen, dass die Antwort ist „ja“.
„Es ist wichtig für mein Gehirn weiß, Wann ich die Richtung ändern, aber es ist nicht gut, wenn alle mein Gehirn erkennt, ist die Veränderung,“ Brennan sagte. „Ein Kompass immer zu wissen, in welche Richtung ist Norden. Wäre es nicht sinnvoll, ohne, dass hartnäckige Sinn für die Richtung. Das ist genau das, was die niedrigen rheobase Neuronen bieten kann.“
Ahmed ‚ s lab konzentriert sich nun darauf, zu verstehen, wie diese einzigartigen Neuronen verändert in Alzheimer-Modell-Mäusen.
„Die retrosplenial Kortex ist entscheidend für die räumliche Orientierung, sondern ist eine der ältesten Regionen des Gehirns, um zu zeigen, dysfunktionale Aktivität bei Alzheimer-Patienten,“ Ahmed sagte. „Dies ist wahrscheinlich der Grund, warum die große Mehrheit der Alzheimer-Patienten leiden unter räumlicher Desorientierung und bekommen leicht verloren—weil Ihre retrosplenial Zellen arbeiten nicht wie Sie sollten.