Раньше исследователи полагали, что отдельные первичные сенсорные устройства аккуратно реагируют на определенные типы прикосновений. Исследование Северо-Западного университета показало, что сенсорные нейроны передают прикосновения гораздо более беспорядочно и беспорядочно.
В ходе исследования команда разработала новую технику стимуляции усов крыс в трех измерениях, одновременно регистрируя сенсорные нейроны первой стадии в мозгу крыс. Исследователи обнаружили, что вместо того, чтобы реагировать на разные типы прикосновений, эти нейроны - которые первыми получают ранние сигналы прикосновения - реагировали на многие типы прикосновений и в разной степени.
Исследование было опубликовано сегодня в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences .
«Многие люди думали, что каждый нейрон очень точно настроен на какой-то аспект сенсорного стимула», - сказала Митра Хартманн из Northwestern, один из старших авторов исследования. «Мы вообще этого не обнаружили. Некоторые нейроны реагируют больше, чем другие на некоторые особенности стимула, поэтому существует определенная степень настройки. Но эти нейроны реагируют на множество комбинаций различных сил и моментов, приложенных к усам».
«Когда мы сравнили все зарегистрированные нейроны, мы обнаружили, что стимулы, на которые они реагировали, накладывались друг на друга, но не идеально», - добавил Николас Буш, первый автор статьи. «Это похоже на палитру художника: мы ожидали найти несколько« основных цветов », где нейрон может быть одним из нескольких различных типов. Но мы обнаружили, что «палитра» уже перемешана. Каждый нейрон немного отличался от всех остальных, но вместе они охватывали весь спектр ".
Хартманн - профессор биомедицины и машиностроения в Северо-западной инженерной школе Маккормика, где она является членом Центра робототехники и биосистем. Бывший доктор философии. Кандидат в лабораторию Хартмана, Буш сейчас работает докторантом в Детском исследовательском институте Сиэтла. Сара Солла, профессор физиологии в Медицинской школе Файнберга Северо-Западного университета, а также физики и астрономии в Вайнбергском колледже искусств и наук, является другим старшим автором исследования.
Предыдущие исследования «слишком ограничены, упрощены»
Просто взмахнув усами, крысы могут извлекать подробную информацию из своего окружения, включая расстояние до объекта, его ориентацию, форму и текстуру. Эта острая способность делает сенсорную систему крысы идеальной для изучения взаимосвязи между механикой (движущийся ус) и сенсорным входом (сигналы касания, посылаемые в мозг). Но, несмотря на популярность использования системы усов для исследования тайны прикосновения, остается много нерешенных вопросов.
