Vastloodud inimese ajurakkude tüüp aitab inimesi vaimsetel kaartidel koondada

ajurakud

Kolumbia inseneri neuroteadlaste uhiuue uuringu kohaselt ilmneb endine seni tuvastamata inimajurakk, mis aitab inimestel keskenduda nende individuaalsetele maailmakaartidele. See uurimine selgitab inimeste navigeerimise ja mälu aluseks olevaid mobiilsüsteeme, lisaks sellele, milliseid ajukomponente oleks võimalik katkestada kogu neurodegeneratiivses seisundis, nagu näiteks Alzheimeri tõves, tüüpiline mäluhäire

On kahte lähenemisviisi, mille abil nii inimesed kui ka lemmikloomad sirvivad ja orienteeruvad. Üks hõlmab nii piirkondade paiknemist, vahemikke kui ka juhiseid „väliskeskis“ juurdunud „eraldentrilistes“ või muukesksetes kontekstides. Erinevad muud lähenemisviisid hõlmavad “egotsentrilisi” kontekste, mis on fikseeritud mina.

Alati, kui kasutate mobiiltelefonirakendust sõidujuhiste leidmiseks, kasutab see tõenäoliselt mõlemat navigeerimisseadet. Kui sisestate aadressi algselt, näitab see teile tavaliselt aadressi kaardil eraldentrilisest vaatepunktist, kus peal on nii põhi kui ka põhja lähedal lõunasuunaline. Kui te pärast seda kõige tõenäolisemalt teele pääsete, muutub see kindlasti enese huvides olevaks seisukohaks, kus "ette" läheb nii juhtpositsioonile kui ka "taha" kõigi aegade madalamale tasemele.

Esimest korda leidsid teadlased rottide jaotuskeskkonnaga seotud ajurakke 1971. aastal - „koharakud“, mis võivad näiteks oletada, et need asuvad asukoha kirdeservas. Teised jaoturilised ruumirakutüübid koosnevad pea suunas liikuvatest rakkudest, mis võivad sisse lülituda, kui sirvitakse lõunas, või piirirakkudest, mis võivad reageerida, kui piir jääb läände.

Varasematel aastatel hakkasid teadlased uurima, kuidas rotimõtted kaardistasid enesega seotud kontekste. Kaks aastat tagasi määrasid New Hampshire'is Hannoveris asuva Dartmouthi kolledži teadlased rottide ajupiirkonna, mida nimetatakse postrinaalseks ajukooreks, kus egotsentriliselt häälestatud rakud on rikkalikud. Kuid see jäi halvasti mõistetavaks, millised ajurakud arendasid inimeste enesekindlate ruumikaartide aluseid.

"Inimestel on eetilistel põhjustel ainult harva võimalik ajust üksikute neuronite aktiivsust otse ajust registreerida," ütles Columbia ülikooli biomeditsiinitehnika osakonna doktorikraadi uurija, doktor Lukas Kunz, samuti uuringu esimene autor. uhiuus uuring. “On olemas tehnikaid nagu fMRI või EEG, mis võimaldavad meil kaudselt mõõta närvide aktiivsust tervete inimeste ajust, kuid see närviline aktiivsus peegeldab miljonite neuronite summaarset aktiivsust, mis ei võimalda teha otseseid järeldusi üksikute neuronite tööpõhimõtete kohta. ”

Uue uuringu käigus kontrollisid nii USA kui ka Saksamaa neuroteadlased 15 epilepsiahaiget inimest Freiburgi ülikooli meditsiinikeskuses Saksamaal. Neile vabatahtlikele implanteeriti elektroodid, et aidata arstidel kontrollida nende seisundit.

Teadlased palusid vabatahtlikel teostada arvutisüsteemide töid, mis avastasid nende võime veebiõhkkonnas sirvida ning pidasid meeles, kus erinevad asjad asuvad. Samal ajal lindistasid teadlased kõigi üksikisikute arvukates ajupiirkondades ülesande teha üle 1,400 üksiku närviraku.

Teadlased määrasid rohkem kui 160 närvirakku, mis toimisid nagu isemajandavad ruumilised rakutüübid, mis käivitati siis, kui veebiõhkkonna teatud komponendid olid inimeste ette, taha, vasakule või paremale või kui ala tegurid olid inimestele lähedal või neist eemal.

"Oleme nüüd esimesed, kes teatasid inimeste egotsentrilistest ruumirakkude tüüpidest," teatas Kunz. Teadlased avaldasid ajakirjas oma uurimuse "Egotsentriliste ruumikaartide närvikood inimese keskmises temporaalsagaras". Neuron juulil 14, 2021.

Need “egotsentrilised kandvad rakud” lisavad kõige tõenäolisemalt ruumilisi detaile mõttekaardile, fikseerisid kõik. "See on arvatavasti oluline igapäevaelu jaoks, kui inimesed püüavad oma keskkonnas orienteeruda ja marsruutidel navigeerides," ütles Columbia Engineeringu biomeditsiinilise disaini dotsent ja ka eakate uuringute autor Joshua Jacobs.

Nendest ennast muretsevatest rakkudest piisas eriti parahippokampuse ajukoores, piirkonnas, mis paiknes sügaval ajus ja mille varasem funktsioon on näriliste postrinaalse korteksi inimese sobivus. Egotsentrilised kandvad rakud koosnesid 25% kõigist parahippokampuse koore närvirakkudest. "Varasemad uuringud näitasid, et selle ajupiirkonna kahjustusega patsiendid on orienteerumatud, arvatavasti seetõttu, et see mõjutas nende egotsentrilisi kandurakke," teatas Kunz.

Lisaks leidsid teadlased, et need enesekindlad kandvad rakud tõusid ülesande suurenemisele, kui inimesed kasutasid oma mälu, et tõhusalt meeles pidada neid alasid, mida nad tegelikult veebikeskkonnas leidsid. "See viitab sellele, et need lahtrid pole mitte ainult navigeerimise seisukohalt olulised, vaid neil on ka roll varasemate kogemuste õiges mäletamisel," märkis Kunz.

"Mälestused koosnevad mitmest erinevast elemendist, nagu näiteks konkreetne sündmus, koht, kus sündmus toimus, ja aeg, kui sündmus juhtus," teatas Kunz. „Usume, et nende mälestuste erinevate komponentide jaoks on olemas erinevad närvisüsteemid. Eeldatavasti on egotsentrilised kandurakud seotud mälestuste ruumiandmete töötlemisega. "

Need otsingud võivad heledamaks muuta, mis võib ebaõnnestuda mälupuudulikkusega inimestel, koosnedes neurodegeneratiivsete seisunditega inimestest, nagu näiteks Alzheimeri tõbi “Nende egotsentrilised kandvad rakud ei pruugi korralikult töötada või võivad olla mingil põhjusel hävinud, näiteks insult, ajukasvaja, või dementsus, ”teatas Jacobs.

Need uhiuued otsingud ei vasta sellele, kuidas selliseid mälupuudeid hallata. "Enne mäluhäirete edukat ravimist on vaja veel palju uurida," hoiatas Kunz.

Tulevikus soovivad teadlased aru saada, miks täpselt pakutakse mis tahes pakutavat ennast muretsevat kandvat rakku mis tahes valdkonnas mõjutatavale tegurile. Praegu eeldavad Kunz ja tema töökaaslased, et arvukad erinevad ruumimärgid, nagu asjad, ruumipiirid ja saidid, hõlmavad nende suunamistegurite paigutust. Teadlased saavad kontrollida, millist mõju need märgid kannavad nende suunamistegurite piirkonnas, kõrvaldades katsete ajal need märgid atmosfäärist.

"Teine oluline küsimus on see, kuidas egotsentrilised kandvad rakud suhtlevad eraldentriliste ruumiliste rakutüüpidega," ütles Kunz. "Praegu eeldame, et ennast muretsevad kandvad rakud annavad vajaliku sisendi eraldentriliste ruumiliste rakutüüpide jaoks. Seda teadvustades võiksid tulevased uuringud kirjeldada, kuidas eraldiseisvate ruumiliste rakutüüpide kohandamist mõjutab isekeskis olevate kandurakkude jõudlus. "

Uuring kannab pealkirja „Närvikood enesekindlate ruumikaartide jaoks inimese keskmises ajalises haavas.”