Медицинская карта
Плохой врач лечит болезнь, хороший - причину болезни.
  • гепатит
  • Недели беременности

    Беременность по неделям

  • Сколько живут с диагнозом рак
  • Как рыбий жир может уменьшить воспаление

Исследователи обнаружили, что центр навигации мозга учитывает психическое состояние, а также физическую среду.

2020-09-13 07:29:48

Вы можете вспомнить, что ели на завтрак? Вызов этого воспоминания почти наверняка заставит вас подумать не только о том, где вы были в то время - возможно, сидели за кухонным столом, - но и о том, что было у вас на уме: пересмотр своих целей на день, управление семейным хаосом или просмотр последних новостей .


Новое исследование нейробиологов Стэнфордской медицины предполагает, что самые ранние стадии формирования памяти могут включать осознание нашего окружения, а также внутреннего контекста, такого как эмоции или мысли, которые отмечают эти воспоминания.


Результаты, опубликованные 6 августа в Neuron , могут потребовать обновления общепринятого в нейробиологии взгляда на то, что навигация была изначальной целью памяти. Согласно этой точке зрения, существа развили хорошую пространственную память, чтобы они могли проследить свои шаги к ценным ресурсам, таким как еда, вода или товарищи, избегая мест, где они сталкивались с угрозами. Идея заключалась в том, что поверх этого фундамента были заложены более субъективные аспекты памяти.


«Запоминание наших внутренних состояний кажется основополагающим для того, чтобы различать множество различных переживаний, которые могут иметь место в одном и том же месте», - сказала ведущий автор исследования Изабель Лоу, докторант нейробиологии. «Как мне отличить воспоминание о завтраке на кухне сегодня утром от всех других случаев, когда я был в этом месте на этой неделе или даже на протяжении многих лет?»


GPS мозга


В своем новом исследовании Лоу и его коллеги из лаборатории доктора философии Лизы Джокомо, доцент кафедры нейробиологии, сосредоточили свое внимание на области мозга, называемой медиальной энторинальной корой, которая долгое время считалась GPS головного мозга. Предыдущие исследования показали, что нейроны энторинальной коры головного мозга представляют местоположение и ориентацию животного в определенной среде, создавая своего рода «карту» пространства посредством активности сотен нейронов. Когда животное перемещается между знакомыми местами, нейроны переключаются между этими нейронными картами, потенциально помогая другим частям цепей памяти мозга определять отдельные эпизоды в непрерывном потоке сенсорного опыта.


Однако недавние исследования в лаборатории Джокомо показали, что отдельные нейроны энторинальной коры могут реагировать на такие вещи, как цели и мотивации животного, а не только на изменения в его среде.


«Традиционная точка зрения заключалась в том, что, как устройство GPS в вашей машине, энторинальная кора головного мозга может доставить вас в ваш любимый ресторан, но ей было все равно, идете ли вы из-за голода, встречаетесь с другом или используете его как ориентир на вашем пути в другое место. Считалось, что этот более богатый контекст был добавлен позже в центры памяти гиппокампа ", - сказал Джокомо, член Института неврологии Ву Цай. «Но мы начали задаваться вопросом, не происходит ли что-то еще».


До недавнего времени технологические проблемы при изучении активности более пяти-десяти нейронов одновременно не позволяли ученым четко определить, как сотни нейронов, составляющих медиальные карты нейронов энторинальной коры, переключаются между различными контекстами. Чтобы получить лучшее представление, Лоу и его коллеги применили недавно разработанные технологии записи мозга для одновременного отслеживания активности сотен нейронов энторинальной коры у мышей, перемещающихся в виртуальной среде с помощью колеса.


Исследователи хотели увидеть, как пространственные карты энторинальной коры ведут себя в отсутствие каких-либо изменений окружающей среды, поэтому они спроектировали виртуальное пространство животного в виде бесконечной линейной дорожки с элементами, повторяющимися примерно через каждые 4 метра. К удивлению команды, это расширенное представление быстро показало, что, несмотря на неизменную среду, нейроны энторинальной коры генерируют две отдельные карты и синхронно переключаются между ними каждые 30 минут или около того.


'Я был шокирован'


«Я ожидал увидеть крошечные тонкие изменения, для выявления которых потребовалась бы сложная статистика, но как только мы увеличили масштаб, чтобы увидеть, что делают сотни нейронов, стало очевидно, даже на глаз, что они чередуются между двумя разными картами одного и того же места. , и все в идеальной координации, - сказал Лоу. "Я был шокирован."


Лоу и его коллеги подозревают, что эти спонтанные события переназначения, вероятно, отражают изменение того, как животное переживает или обрабатывает окружающую среду. Но это открытие создало проблему: если карты медиальной энторинальной коры должны поддерживать стабильное представление об окружающей среде животного, чтобы делиться с другими системами памяти, такими как гиппокамп, как животное должно поддерживать стабильное чувство места, если его GPS постоянно переключается между картами?


Лоу работал со статистиком Алексом Уильямсом, доктором философии, докторантом в области нейробиологии и статистики. Его анализ показал, что даже когда активность сотен нейронов энторинальной коры претерпела фундаментальные изменения - возможно, из-за изменения психического состояния - активность мозга по-прежнему отражала ту же основную пространственную информацию о местонахождении животного.


В результате, как показали исследователи, части цепей памяти мозга, которые заботятся о стабильном представлении пространства, могут игнорировать различия между чередующимися картами, в то время как другие части схемы могут извлекать внутренне генерируемую контекстную информацию, такую ​​как цели или эмоции - карты отображают. Таким образом, мозг может эффективно сохранять аналогичные переживания по отдельности в памяти.


«Это новое понимание того, как животное может поддерживать представления о мире, которые могут динамически изменяться, но в то же время стабильны», - сказал Лоу.


Теперь исследователи пытаются понять, какие внутренние психические процессы запускают эти, казалось бы, спонтанные события переназначения. Исследователи отметили, что переназначение энторинальной коры часто происходило, когда животные снижали скорость бега, но значение этой корреляции остается неясным: «Возможно, животные замедлялись, потому что они перенастраивали свои ментальные карты, а не наоборот. , "Сказал Лоу.


«Это открывает много новых вопросов о том, как внутренние состояния, такие как жажда, внимание или стресс, вносят свой вклад в эти переназначения событий в энторинальной коре и как они влияют на память и способность животного ориентироваться», - сказал Джокомо.


Другими участниками исследования из Стэнфорда являются Малкольм Кэмпбелл, доктор философии, бывший аспирант Института неврологии Ву Цай, и Скотт Линдерман, доктор философии, доцент кафедры статистики и член Института неврологии Ву Цай.

Оставьте комментарии и отзывы!

Используйте нормальные имена. Ваш комментарий будет опубликован после проверки.

(обязательно)