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

Исследовательская группа обнаруживает расширенную роль сенсорного центра обработки мозга

2022-02-13 16:35:01

Когда вы начинаете учиться делать что-то новое, например размахивать теннисной ракеткой или играть на музыкальном инструменте, самые простые задачи могут показаться трудными. Переход от одного аккорда к другому на гитаре может поначалу потребовать много размышлений и концентрации.


Ваш мозг обрабатывает новые ощущения от внешнего мира — как инструмент ощущается, звучит, выглядит — и на основе этих сенсорных сигналов принимает решения о том , что ваши мышцы должны делать дальше. Но практика делает совершенным, не так ли? По мере приобретения опыта вы слышите тонкости музыки и чувствуете струны с меньшими усилиями; ваши пальцы начинают двигаться по грифу легко и, казалось бы, бессознательно.


«Мы становимся лучше в чем-то, приобретаем опыт, и это становится больше похоже на рефлекс, а не на то, о чем мы думаем», — сказал нейроинженер Гарретт Стэнли, который занимается музыкой, но больше интересуется нейронными процессами, лежащими в основе этого адаптивного поведения, означает ли это без усилий играть на гитаре, или одеваться, или избегать опасности, или делать любое полезное поведение, усвоенное из опыта.


«Адаптивное поведение в постоянно меняющейся сенсорной среде полезно не только тогда, когда вы осваиваете новое хобби», — добавил Стэнли, профессор и почетный председатель Фонда Маккемиша кафедры биомедицинской инженерии Уоллеса Х. Коултера в Технологическом институте Джорджии и Университете Эмори. «Это важно для выживания».


Имея это в виду, лаборатория Стэнли внимательно изучила нейронную передачу сигналов, которая коррелирует с адаптивным поведением у мышей, и то, что они обнаружили, может стать первым шагом к новым стратегиям улучшения и ускорения обучения. Исследование, опубликованное 27 января в журнале Nature Communications , предполагает, что область мозга, традиционно считающаяся основным сенсорным сигнальным центром — первичная соматосенсорная кора — играет более глубокую роль в принятии решений и является частью адаптивной структуры в мозге. мозг, который способствует гибкому поведению по мере того, как люди приобретают опыт.


Кристиан Вайблингер, постдокторский исследователь и ведущий автор исследования, описал первичную соматосенсорную кору, или S1, как «более раннюю» область мозга, куда поступает тактильный стимул из внешнего мира. «S1 специально предназначен для предварительной обработки стимулов базовым способом», — сказал Вайблингер. «Традиционно это не ассоциировалось с более сложными нейронными процессами, связанными с долгосрочными адаптивными стратегиями».


Но ученые уже давно предполагают, что эта более ранняя область может играть ключевую роль в функциях более высокого уровня и что она является частью более крупной структуры, охватывающей различные структуры мозга. Эта идея оставалась в основном концептуальной и теоретической, с небольшим количеством экспериментальных доказательств, подтверждающих ее. У лаборатории Стэнли теперь есть доказательства.


Для измерения мозговой активности у хорошо обученных мышей, которые обучаются задачам в ответ на меняющиеся стимулы, команда использовала генетически закодированную визуализацию напряжения in vivo . Это позволяет исследователям неинвазивно записывать сигналы мозга, отслеживая чувствительные к напряжению флуоресцентные белки в мозге.


Исследователи разработали серию психофизических экспериментов для оценки мышей, изучая, как животные действовали в меняющейся среде — реагировали на стимулы усов, получали вознаграждение, адаптировались к меняющимся стимулам. И они измерили основные нейронные сигналы, связанные с животными.


«Мы обнаружили, что область мозга [S1] фактически меняет свою активность с течением времени», — сказал Вайблингер. «Мы просто продолжали записывать, тренировать и записывать, и в течение недель и месяцев мы наблюдали эффект, зависящий от опыта у мышей. Чем опытнее животное становилось с меняющимся сенсорным ландшафтом, тем больше менялась и адаптировалась эта область мозга».


S1 не только предварительно обрабатывал тактильные стимулы и производил первичные нейронные сигналы, связанные с этой основной задачей, — он также передавал более сложные сигналы, необходимые для адаптивного поведения в динамически меняющейся среде.

Оставьте комментарии и отзывы!

Используйте нормальные имена. Ваш комментарий будет опубликован после проверки.

(обязательно)