Üleliigne modulaarne võrk toetab õiget ajusidet

aju

Tuletage meelde telefoninumber või äsja loetud juhised ja teie aju suhtleb aktiivselt paljudes piirkondades. Arvatakse, et töömälu tugineb nende piirkondade omavahelisele suhtlemisele, kuid see, kuidas need ajupiirkonnad suhtlevad ja mälu õigesti esindavad, on jäänud saladuseks.

Baylori meditsiinikolledžis uurisid neuroteaduste dotsent, McNairi teadlane dr Nuo Li ja tema kolleegid töömäluga seotud ajupiirkondade vahelise suhtluse olemust ja leidsid tõendeid, et modulaarne võrguorganisatsioon on püsiva närviaktiivsuse jaoks kriitilise tähtsusega. .

Kuidas ajupiirkonnad suhtlevad

Li ja tema kolleegid suutsid näha, et igal ajupoolkeral on mälu eraldi esitus. Poolkerad on aga hetkeseisuga tihedalt kooskõlastatud, mille tulemuseks on töömälu ajal nende kaudu väga sidus teave.

Oma uuringus tegelesid teadlased hiirtega lihtsa käitumisega, mis nõuaks neilt konkreetse teabe salvestamist. Neid koolitati juhendatud tegevusega paar sekundit viivitama. See ajaline viivitus andis teadlastele võimaluse vaadata ajutegevust mäluprotsessi ajal.

"Nägime paljusid neuroneid, mis kooskõlastatult samaaegselt ajukoore mõlemalt poolkeralt tulistasid. Kui ühes piirkonnas tegevus suurenes, jälgis teine ​​piirkond tähelepanelikult. Hüpoteesisime, et selle mälu eest vastutavad ajupoolkerade vastastikused mõjud, ”rääkis Li.

Li ja tema kolleegid registreerisid tegevust igal poolkeral, näidates, et kumbki tegi mäluprotsessi käigus oma teabe koopia. Kuidas siis kaks poolkera omavahel suhtlevad?

Li selgitas, et optogeneetika abil suutsid nad rikkuda teavet ühes poolkeras, mõjutades mälu perioodil tuhandeid neuroneid. See, mida nad leidsid, oli ootamatu.

"Kui me ühe poolkera katkestasime, lülitas teine ​​piirkond side välja, takistades põhimõtteliselt korruptsiooni levikut ja mõjutades tegevust teistes piirkondades," ütles Li. “See sarnaneb kaasaegsete võrkudega nagu elektrivõrgud. Need on ühendatud elektrivoolu võimaldamiseks, kuid jälgivad ka tõrkeid, lülitades vajadusel ühendused välja, et kogu elektrivõrk ei rikuks. "

Koostöös dr Shaul Druckmanni ja Ph.D. Stanfordi ülikooli üliõpilane Byungwoo Kang töötasid teadlased välja selle protsessi teoreetilised analüüsid ja võrgusimulatsioonid, mis näitasid, et see aju modulaarne organisatsioon on püsiva närviaktiivsuse tugevuse seisukohalt kriitilise tähtsusega. See vastupidavus võib olla vastutav selle eest, et aju suudaks teatud vigastustele vastu seista, kaitstes kognitiivseid funktsioone häirivate tegurite eest.

"Aju üleliigse modulaarse korralduse mõistmine on oluline aju loomuliku töötlemisega kooskõlas olevate närvimodulatsiooni ja parandusstrateegiate väljatöötamiseks," ütles Li.