Ο νέος τύπος ανθρώπινου εγκεφαλικού κυττάρου βοηθά τους ανθρώπους σε ψυχικούς χάρτες

εγκεφαλικά κύτταρα

Ένα πρώην μη αναγνωρισμένο είδος ανθρώπινων εγκεφαλικών κυττάρων εμφανίζεται για να βοηθήσει τους ανθρώπους να επικεντρωθούν στους ατομικούς τους χάρτες του πλανήτη, σύμφωνα με μια ολοκαίνουργια έρευνα από νευροεπιστήμονες της Columbia Engineering. Εκτός από ποια συστατικά του εγκεφάλου θα μπορούσαν να αποκτήσουν διακόπηκε σε όλο το είδος των αναπηριών μνήμης που είναι τυπικές σε νευροεκφυλιστικές καταστάσεις όπως το Αλτσχάιμερ

Υπάρχουν 2 προσεγγίσεις με τις οποίες περιηγούνται τα ανθρώπινα όντα, καθώς και τα κατοικίδια, καθώς και προσανατολίζονται. Το ένα περιλαμβάνει περιοχές τοποθεσίας, εύρη καθώς και οδηγίες σε «αλλοκεντρικά» ή άλλα κεντραρισμένα περιβάλλοντα που έχουν τις ρίζες τους στον εξωτερικό κόσμο. Η διαφορετική προσέγγιση συνεπάγεται «εγωκεντρικά» πλαίσια που είναι στερεωμένα στον εαυτό.

Όποτε χρησιμοποιείτε μια εφαρμογή κινητού τηλεφώνου για να ανακαλύψετε οδηγίες οδήγησης, πιθανότατα θα χρησιμοποιεί και τις δύο αυτές ρυθμίσεις πλοήγησης. Όταν πληκτρολογείτε αρχικά μια διεύθυνση, συνήθως θα σας αποκαλύπτει τη διεύθυνση σε έναν χάρτη από μια αλκεντρική άποψη, με «βόρεια» στην κορυφή καθώς και «νότια» κοντά στο κάτω μέρος. Όταν μετά από αυτό το πιο πιθανό να κοιτάξετε το μονοπάτι, σίγουρα θα αλλάξει σε μια προσωπική άποψη όπου το «εκ των προτέρων» πηγαίνει στην κορυφή καθώς και το «πίσω» πηγαίνει σε χαμηλά όλων των εποχών.

Οι επιστήμονες ανακάλυψαν για πρώτη φορά τα εγκεφαλικά κύτταρα που σχετίζονται με τα αλλοκεντρικά περιβάλλοντα σε αρουραίους το 1971 - «τοποθετώντας κύτταρα» που μπορεί, για παράδειγμα, να υποδηλώνουν ότι βρίσκεται στο βορειοανατολικό άκρο μιας τοποθεσίας. Άλλα είδη χωροειδικών χωρικών κυττάρων αποτελούνται από κελιά κατεύθυνσης κεφαλής που μπορεί να ενεργοποιηθούν κάθε φορά που κάποιος περιηγείται νότια ή κελιά ορίου που μπορεί να αντιδράσουν όταν ένα όριο βρίσκεται στα δυτικά.

Τα προηγούμενα χρόνια, οι επιστήμονες άρχισαν να εξετάζουν πώς το μυαλό των αρουραίων χαρτογράφησε τα αυτο-ανήσυχα πλαίσια. Δύο χρόνια πίσω, οι ερευνητές στο Dartmouth College στο Ανόβερο, στο Νιού Χάμσαϊρ, καθόρισαν μια περιοχή του εγκεφάλου σε αρουραίους που ονομάζεται μετατραχηλικός φλοιός στον οποίο τα εγωκεντρικά συντονισμένα κύτταρα είναι άφθονα. Ωστόσο, δεν κατάλαβε καθόλου ποια εγκεφαλικά κύτταρα ανέπτυξαν τη βάση των αυτοεμφανιζόμενων χωρικών χαρτών στα ανθρώπινα όντα.

«Στους ανθρώπους είναι σπάνια δυνατό να καταγραφεί άμεσα η δραστηριότητα των μονών νευρώνων από τον εγκέφαλο, για ηθικούς λόγους», δήλωσε ο Lukas Kunz, μεταδιδακτορικός ερευνητής ερευνητικής μελέτης στο Τμήμα Βιοϊατρικής Μηχανικής του Πανεπιστημίου της Κολούμπια, καθώς και πρώτος συγγραφέας του. ολοκαίνουργια έρευνα. «Υπάρχουν τεχνικές όπως το fMRI ή το EEG, που μας επιτρέπουν να μετρήσουμε έμμεσα τη νευρική δραστηριότητα από υγιείς ανθρώπινους εγκεφάλους, αλλά αυτή η νευρική δραστηριότητα αντικατοπτρίζει τη συνολική δραστηριότητα εκατομμυρίων νευρώνων, η οποία δεν επιτρέπει άμεσα συμπεράσματα σχετικά με τις αρχές λειτουργίας των μεμονωμένων νευρώνων. "

Στην ολοκαίνουργια έρευνα, οι νευροεπιστήμονες από τις Ηνωμένες Πολιτείες καθώς και τη Γερμανία έλεγξαν 15 άτομα επιληψίας στο Ιατρικό Κέντρο του Πανεπιστημίου του Φράιμπουργκ στη Γερμανία. Αυτοί οι εθελοντές εμφυτεύθηκαν οδοντικά με ηλεκτρόδια για να βοηθήσουν τους γιατρούς να ελέγξουν την κατάστασή τους.

Οι επιστήμονες ζήτησαν από τους εθελοντές να εκτελέσουν θέσεις εργασίας σε συστήματα υπολογιστών που ανακάλυψαν την ικανότητά τους να περιηγούνται σε διαδικτυακές ατμόσφαιρες, καθώς και να λαμβάνουν υπόψη τους πού βρίσκονται διάφορα πράγματα εκεί. Ταυτόχρονα, οι ερευνητές κατέγραψαν την αποστολή περισσότερων από 1,400 μοναχικών νευρικών κυττάρων σε πολλές περιοχές του εγκεφάλου σε όλα τα άτομα.

Οι ερευνητές καθόρισαν περισσότερα από 160 νευρικά κύτταρα που λειτουργούσαν σαν αυτοεμφανιζόμενα είδη χωρικών κυττάρων, πυροδοτώντας όταν συγκεκριμένα συστατικά της διαδικτυακής ατμόσφαιρας ήταν εκ των προτέρων, πίσω, προς τα αριστερά ή προς τα δεξιά των ανθρώπων ή όταν οι παράγοντες της περιοχής ήταν κοντά ή μακριά από τους ανθρώπους.

«Είμαστε τώρα οι πρώτοι που αναφέρουμε εγωκεντρικούς τύπους χωρικών κυττάρων στον άνθρωπο», δήλωσε ο Kunz. Οι ερευνητές δημοσίευσαν την έρευνά τους, «Ένας νευρικός κώδικας για εγωκεντρικούς χωρικούς χάρτες στον ανθρώπινο μεσαίο κροταφικό λοβό» στο περιοδικό. Νευρώνας Ιουλίου 14, 2021.

Αυτά τα «εγωκεντρικά φέροντα κύτταρα» πιθανότατα γράφουν χωρικές λεπτομέρειες σε έναν διανοητικό χάρτη που καθόρισε όλους. «Αυτό είναι πιθανότατα σημαντικό για την καθημερινή ζωή, όταν οι άνθρωποι προσπαθούν να προσανατολιστούν στο περιβάλλον τους και όταν περιηγούνται σε διαδρομές», δήλωσε ο Joshua Jacobs, αναπληρωτής δάσκαλος βιοϊατρικής σχεδίασης στην Columbia Engineering, καθώς και ηλικιωμένος συγγραφέας της έρευνας.

Αυτά τα αυτοπεποίθητα κύτταρα που φέρουν ήταν ιδιαίτερα επαρκή στον παραφιποκαμπικό φλοιό, μια περιοχή που βρίσκεται βαθιά μέσα στον εγκέφαλο, η οποία συνιστούσε προηγούμενη λειτουργία είναι η ανθρώπινη αντιστοίχιση του τρωκτικού μετέωρου φλοιού. Τα εγωκεντρικά φέροντα κύτταρα αποτελούσαν περίπου το 25% του συνόλου των νευρικών κυττάρων στον παραφιποκαμπικό φλοιό. «Προηγούμενες μελέτες έδειξαν ότι οι ασθενείς με βλάβη σε αυτήν την περιοχή του εγκεφάλου είναι αποπροσανατολισμένοι, πιθανώς επειδή επηρεάστηκαν τα εγωκεντρικά φέροντα κύτταρα», δήλωσε ο Kunz.

Οι επιστήμονες εντόπισαν επιπλέον αυτά τα αυτοφερόμενα κύτταρα που φέρουν αποκάλυψη ότι αυξάνουν το έργο όταν οι άνθρωποι χρησιμοποίησαν τη μνήμη τους για να θυμούνται αποτελεσματικά τους τομείς των πραγμάτων που είχαν πράγματι εντοπίσει στις διαδικτυακές ατμόσφαιρες. "Αυτό υποδηλώνει ότι αυτά τα κελιά δεν είναι μόνο σχετικά με την πλοήγηση, αλλά επίσης διαδραματίζουν ρόλο στη σωστή ανάμνηση προηγούμενων εμπειριών", δήλωσε ο Kunz.

«Οι αναμνήσεις αποτελούνται από πολλά διαφορετικά στοιχεία, όπως ένα συγκεκριμένο γεγονός, το μέρος όπου συνέβη το συμβάν και τη στιγμή που συνέβη το συμβάν», δήλωσε ο Kunz. «Πιστεύουμε ότι υπάρχουν διαφορετικά νευρικά συστήματα για τα διαφορετικά συστατικά αυτών των αναμνήσεων. Τα εγωκεντρικά φέροντα κύτταρα πιθανώς εμπλέκονται ιδιαίτερα στην επεξεργασία των χωρικών πληροφοριών των αναμνήσεων. "

Αυτές οι αναζητήσεις για να φωτίσουν τι θα μπορούσε να αποτύχει σε άτομα με ανεπάρκεια μνήμης, αποτελούμενα από άτομα με νευροεκφυλιστικές καταστάσεις όπως το Αλτσχάιμερ "Τα εγωκεντρικά φέροντα κύτταρα τους ενδέχεται να μην λειτουργούν σωστά ή μπορεί να έχουν καταστραφεί για κάποιο λόγο, όπως εγκεφαλικό επεισόδιο, όγκος εγκεφάλου, ή άνοια », δήλωσε ο Jacobs.

Αυτές οι ολοκαίνουργιες αναζητήσεις δεν ανταποκρίνονται στο πώς μπορεί κανείς να διαχειριστεί τέτοιες αναπηρίες μνήμης. «Υπάρχει ακόμη πολλή έρευνα που πρέπει να γίνει προτού μπορέσουν να αντιμετωπιστούν επιτυχώς τα προβλήματα μνήμης», προειδοποίησε ο Kunz.

Στο μέλλον, οι επιστήμονες επιθυμούν να δουν γιατί ακριβώς κάθε είδος προσφερόμενου αυτο-ενδιαφερόμενου κυττάρου συντονίζεται σε οποιονδήποτε παράγοντα στον τομέα στον οποίο επικεντρώνεται. Επί του παρόντος, ο Kunz, καθώς και οι συνεργάτες του, υποθέτουν ότι πολλές διαφορετικές χωρικές ενδείξεις, όπως πράγματα, χωρικά σύνορα καθώς και τοποθεσίες, ενσωματώνονται για να επηρεάσουν την τοποθέτηση αυτών των παραγόντων παραπομπής. Οι ερευνητές μπορούν να ελέγξουν τον αντίκτυπο που φέρουν αυτά τα σημεία στην περιοχή αυτών των παραγόντων παραπομπής, εξαλείφοντας αυτά τα σημάδια από την ατμόσφαιρα καθ 'όλη τη διάρκεια των πειραμάτων.

«Ένα άλλο σημαντικό ερώτημα είναι πώς τα εγωκεντρικά φέροντα κύτταρα αλληλεπιδρούν με τους τύπους χωριστικών χωρικών κυττάρων», δήλωσε ο Kunz. «Προς το παρόν υποθέτουμε ότι τα αυτοφερόμενα κύτταρα φέρουν την απαραίτητη είσοδο σε αλλοκεντρικά χωρικά είδη κυττάρων. Αναγνωρίζοντας αυτό, οι μελλοντικές ερευνητικές μελέτες θα μπορούσαν να περιγράψουν ακριβώς πώς επηρεάζεται η προσαρμογή των αλλοκεντρικών χωρικών κυττάρων από την απόδοση των αυτοεμφανιζόμενων κυττάρων.

Η μελέτη φέρει τον τίτλο "Ένας νευρικός κώδικας για αυτοεμφανιζόμενους χωρικούς χάρτες στην ανθρώπινη διάμεση κροταλία."