Nově nalezený typ lidské mozkové buňky pomáhá vycentrovat lidi v mentálních mapách

mozkové buňky

Podle zcela nového výzkumu neurologů v Columbii Engineering se dříve neidentifikovaný druh lidské mozkové buňky ukázal pomáhat lidem soustředit se na jejich jednotlivé mapy světa. Tento průzkum objasňuje mobilní systémy, které jsou základem navigace i paměti u lidí, kromě toho, jaké složky mozku by mohly být přerušeny v průběhu druhu poruch paměti typických pro neurodegenerativní stavy, jako je Alzheimerova choroba

Existují 2 přístupy, kterými lidé i domácí mazlíčci procházejí a orientují se. Jeden zahrnuje situování oblastí, rozsahů i instrukcí v „alocentrických“ nebo jiných středech vycházejících z vnějšího světa. Různý jiný přístup zahrnuje „egocentrické“ kontexty, které jsou fixovány na sebe.

Kdykoli k vyhledání pokynů k řízení využijete aplikaci pro mobilní telefony, pravděpodobně využijete obě tato nastavení navigace. Když zpočátku zadáte adresu, obvykle vám adresu odhalí na mapě z alocentrického hlediska se „severem“ nahoře a „jižním“ dole. Když se po tom s největší pravděpodobností vydáte na cestu, jistě se to změní na sebe-zaujatý pohled, kde „předem“ jde na přední místo a „vzadu“ jde na historické minimum.

Vědci poprvé objevili mozkové buňky související s alocentrickými kontexty u potkanů ​​v roce 1971 - „umístit buňky“, které mohou například naznačovat, že leží na severovýchodním okraji místa. Jiné typy alocentrických prostorových buněk se skládají z buněk směrujících hlavu, které se mohou zapnout, kdykoli procházíte jižní, nebo hraničních buněk, které by mohly reagovat, když leží limit na západ.

V předchozích letech začali vědci zkoumat, jak krysí mysli mapují kontextů, které se týkají sebe sama. Před dvěma lety vědci na Dartmouth College v Hannoveru v New Hampshire určili oblast mozku u potkanů ​​nazývanou postrhinální kůra, ve které jsou hojně egocentricky vyladěné buňky. Zůstalo však špatně pochopeno, jaké mozkové buňky vyvinuly základ vlastních prostorových map lidí.

"U lidí je jen zřídka možné přímo zaznamenat aktivitu jednotlivých neuronů z mozku, a to z etických důvodů," uvedl Lukas Kunz, výzkumný pracovník postdoktorandské výzkumné studie na katedře biomedicínského inženýrství na Kolumbijské univerzitě a vůbec první autor knihy zcela nový výzkum. "Existují techniky jako fMRI nebo EEG, které nám umožňují nepřímo měřit nervovou aktivitu ze zdravých lidských mozků, ale tato nervová aktivita odráží souhrnnou aktivitu milionů neuronů, což neumožňuje přímé závěry o principech práce jednotlivých neuronů." “

V rámci zcela nového výzkumu neurologové ze Spojených států i Německa zkontrolovali 15 lidí s epilepsií na Lékařském středisku ve Freiburgu v Německu. Těmto dobrovolníkům byly do zubů implantovány elektrody, které pomohly lékařům zkontrolovat jejich stav.

Vědci požádali dobrovolníky, aby provedli úlohy počítačového systému, které objevily jejich schopnost procházet online atmosférou, a také mít na paměti, že tam leží různé věci. Ve stejné době vědci zaznamenali úlohu více než 1,400 solitérních nervových buněk v mnoha oblastech mozku u všech jedinců.

Vědci určili více než 160 nervových buněk, které fungovaly jako samostatné prostorové druhy prostorových buněk, které se spouštěly, když byly jednotlivé složky online atmosféry předem, vzadu, nalevo nebo napravo od lidí, nebo když byly faktory v oblasti blízko nebo od lidí.

"Jsme první, kdo hlásí egocentrické typy prostorových buněk u lidí," uvedl Kunz. Vědci zveřejnili svůj výzkum „Neurální kód pro egocentrické prostorové mapy v lidském mediálním temporálním laloku“ v časopise Neuron července na 14, 2021.

Tyto „egocentrické nesoucí buňky“ s největší pravděpodobností zapisují prostorové podrobnosti do mentální mapy, které všechny fixovaly. "To je pravděpodobně důležité pro každodenní život, kdy se lidé pokoušejí orientovat ve svém prostředí a když se pohybují po trasách," uvedl Joshua Jacobs, spolupracovník učitele biomedicínského designu v Columbia Engineering, stejně jako starší autor výzkumu.

Tyto samonosné nesoucí buňky byly obzvláště dostatečné v parahipokampální kůře, což je oblast hluboko v mozku, kterou předchozí funkce doporučovala, je lidská shoda hlodavců s postrhinální kůrou. Egocentrické nesoucí buňky sestávaly z přibližně 25% všech nervových buněk v parahipokampální kůře. "Předchozí studie ukázaly, že pacienti s poškozením této oblasti mozku jsou dezorientovaní, pravděpodobně proto, že byly ovlivněny jejich egocentrické ložiskové buňky," uvedl Kunz.

Vědci dodatečně lokalizovali tyto odhalené nosné buňky, které se objevily, když lidé využili svou paměť k účinnému zapamatování oblastí věcí, které se skutečně nacházely v online atmosféře. "To naznačuje, že tyto buňky nejsou relevantní pouze pro navigaci, ale také hrají roli při správném zapamatování minulých zkušeností," uvedl Kunz.

"Vzpomínky se skládají z několika různých prvků, jako je konkrétní událost, místo, kde k události došlo, a čas, kdy k události došlo," uvedl Kunz. "Věříme, že pro různé složky těchto pamětí existují různé neurální systémy." Egocentrické nesoucí buňky se pravděpodobně obzvláště podílejí na zpracování prostorových informací vzpomínek. “

Tato hledání mohou rozjasnit, co by mohlo selhat u lidí s nedostatkem paměti, skládajících se z lidí s neurodegenerativními stavy, jako je Alzheimerova choroba. nebo demence, “uvedl Jacobs.

Tato zbrusu nová hledání nereagují na to, jak by bylo možné zvládnout taková postižení paměti. "Ještě zbývá mnoho výzkumu, než lze poruchy paměti úspěšně léčit," varoval Kunz.

V budoucnu si vědci přejí zjistit, proč je přesně jakýkoli druh nabízené samoúčelné ložiskové buňky naladěn na jakýkoli faktor v oblasti, na kterou je soustředěn. V současné době Kunz a jeho spolupracovníci předpokládají, že ovlivnění umístění těchto faktorů doporučení zahrnuje celá řada různých prostorových znaků, jako jsou věci, prostorové hranice i stránky. Vědci mohou zjistit, jaký dopad mají tyto příznaky na oblast těchto faktorů doporučení tím, že tyto příznaky během experimentů eliminují z atmosféry.

"Další důležitou otázkou je, jak egocentrické ložiskové buňky interagují s alocentrickými typy prostorových buněk," uvedl Kunz. "V současné době předpokládáme, že samoobslužné ložiskové buňky poskytují nezbytný vstup pro alocentrické typy prostorových buněk." Tím, že to uznají, mohou budoucí výzkumné studie popsat, jak je ovlivnění úpravy alocentrických druhů prostorových buněk výkonem samostatných nosných buněk. “

Studie má název „Nervový kód pro prostorové mapy, kterých se člověk týká, v lidské střední časové vlně.“