Novootkriveni tip ljudskih moždanih stanica pomaže ljudima usredsrediti ih na mentalnim mapama

moždane stanice

Ranije neidentificirana vrsta ljudskih moždanih stanica pojavljuje se kako bi pomogla ljudima da se usredsrede na svoje pojedinačne karte svijeta, pokazalo je potpuno novo istraživanje neuroznanstvenika iz tvrtke Columbia Engineering. Ovo istraživanje pojašnjava mobilne sustave u osnovi navigacije, kao i pamćenje kod ljudi, pored toga koje bi komponente mozga mogle dobiti prekinute tijekom svih vrsta oštećenja pamćenja tipičnih u neurodegenerativnim uvjetima poput Alzheimerove bolesti

Postoje dva pristupa kojima ljudska bića, kao i kućni ljubimci, pregledavaju i orijentiraju se. Jedan uključuje smještanje područja, raspona, kao i upute u "alocentričnom" ili kontekstu usmjerenom na druge centre ukorijenjene u vanjskoj kugli. Razni drugi pristupi podrazumijevaju "egocentrični" kontekst koji je fiksirao sebstvo.

Kad god upotrijebite aplikaciju za mobitel za otkrivanje uputa za vožnju, ona će vjerojatno koristiti obje ove postavke navigacije. Kada u početku upišete adresu, ona će vam obično otkriti adresu na zemljovidu s alocentričnog gledišta, sa "sjeverom" na vrhu i "jugom" pri dnu. Kada nakon toga najvjerojatnije usmjerite pogled, to će se sigurno promijeniti u zabrinuto gledište gdje "unaprijed" ide na vodeće, a "straga" ide na najniži nivo.

Znanstvenici su prvi put pronašli moždane stanice povezane s alocentričnim kontekstom kod štakora 1971. godine - „smještaju stanice“ koje mogu, na primjer, sugerirati da se nalaze na sjeveroistočnom rubu mjesta. Druge alocentrične vrste prostornih stanica sastoje se od stanica usmjerenih prema glavi koje se mogu uključiti kad god netko pregledava jug ili graničnih stanica koje bi mogle reagirati kada je ograničenje na zapadu.

U prethodnim godinama znanstvenici su počeli ispitivati ​​kako su umovi štakora mapirali zabrinut kontekst. Prije dvije godine istraživači s koledža Dartmouth u Hannoveru u državi New Hampshire utvrdili su područje mozga kod štakora nazvano postrinalni korteks u kojem su egocentrično podešene stanice obilne. Međutim, ostalo je loše shvaćeno što su moždane stanice razvile osnovu osobnih prostornih karata kod ljudi.

"Kod ljudi je rijetko moguće izravno zabilježiti aktivnost pojedinih neurona iz mozga iz etičkih razloga", izjavio je Lukas Kunz, istraživač postdoktorskog istraživanja na Odjelu za biomedicinsko inženjerstvo Sveučilišta Columbia, kao i prvi pisac knjige potpuno novo istraživanje. „Postoje tehnike poput fMRI ili EEG, koje nam omogućuju neizravno mjerenje živčane aktivnosti iz zdravog ljudskog mozga, ali ta neuronska aktivnost odražava zbroj aktivnosti milijuna neurona, što ne omogućuje izravne zaključke o principima rada pojedinačnih neurona. "

U potpuno novom istraživanju, neuroznanstvenici iz Sjedinjenih Država, kao i Njemačke, pregledali su 15 osoba s epilepsijom na Medicinskom centru Sveučilišta u Freiburgu u Njemačkoj. Ti su dobrovoljci zubno ugrađeni u elektrode kako bi pomogli liječnicima da provjere svoje stanje.

Znanstvenici su zamolili volontere da izvršavaju poslove računalnog sustava koji su otkrili njihovu sposobnost pregledavanja u mrežnim atmosferama, kao i da imaju na umu gdje tu leže razne stvari. Istodobno, istraživači su snimili na traku zadatak više od 1,400 usamljenih živčanih stanica u brojnim područjima mozga svih pojedinaca.

Istraživači su utvrdili više od 160 živčanih stanica koje su djelovale poput zabrinutosti za prostorne stanične vrste, pokrećući se kada su određene komponente internetske atmosfere bile unaprijed, iza, slijeva ili zdesna od ljudi, ili kada su faktori u području bili blizu ili daleko od ljudi.

"Sada smo prvi koji je izvijestio o egocentričnim tipovima prostornih stanica u ljudi", izjavio je Kunz. Istraživači su objavili svoje istraživanje "Neuronski kod za egocentrične prostorne mape u ljudskom medijalnom sljepoočnom režnju", u časopisu Neuron srpnja 14, 2021.

Te "egocentrične noseće stanice" najvjerojatnije upisuju prostorne detalje na mentalnu mapu fiksiranu svima. "Ovo je vjerojatno važno za svakodnevni život, kada se ljudi pokušavaju orijentirati u svom okruženju i kada se kreću duž ruta", izjavio je Joshua Jacobs, suradnik nastavnika biomedicinskog dizajna na Columbia Engineering, kao i stariji pisac istraživanja.

Te samozainteresirane stanice bile su posebno dovoljne u parahipokampalnom korteksu, području smještenom duboko u mozgu za koje je prethodno preporučena funkcija ljudsko podudaranje postrinalne kore glodavaca. Egocentrične noseće stanice sastojale su se od oko 25% svih živčanih stanica u parahipokampalnom korteksu. "Prethodne su studije pokazale da su pacijenti s oštećenjem ove moždane regije dezorijentirani, vjerojatno zato što su to bile pogođene njihovim egocentričnim nosećim stanicama", rekao je Kunz.

Znanstvenici su dodatno locirali ove samozatajne stanice koje su nosile otkrili su porast zadatka kada su ljudi koristili svoju memoriju kako bi se učinkovito sjećali područja stvari koja su zapravo nalazili u internetskim atmosferama. "To sugerira da ove stanice nisu relevantne samo za navigaciju, već imaju i ulogu u ispravnom pamćenju prošlih iskustava", rekao je Kunz.

"Sjećanja se sastoje od više različitih elemenata, poput određenog događaja, mjesta gdje se događaj dogodio i vremena kada se događaj dogodio", izjavio je Kunz. „Vjerujemo da postoje različiti živčani sustavi za različite komponente ovih sjećanja. Egocentrične noseće stanice vjerojatno su posebno uključene u obradu prostornih informacija sjećanja. "

Ova traženja mogu uljepšati ono što bi moglo propasti kod ljudi s nedostacima pamćenja, a sastoje se od ljudi s neurodegenerativnim stanjima poput Alzheimerove bolesti. "Njihove egocentrične noseće stanice možda neće ispravno funkcionirati ili su možda uništene iz nekog razloga, poput moždanog udara, tumora mozga, ili demencija ", izjavio je Jacobs.

Ova potpuno nova pretraživanja ne odgovaraju samo tome kako se može upravljati takvim oštećenjima pamćenja. "Još je puno istraživanja potrebno obaviti prije nego što se oštećenja pamćenja mogu uspješno liječiti", upozorio je Kunz.

U budućnosti znanstvenici žele vidjeti zašto je točno bilo koja vrsta ponuđenih samozatajnih ćelija podešena na bilo koji faktor u području na kojem je koncentrirana. Trenutno Kunz, kao i njegovi suradnici, pretpostavljaju da se brojni različiti prostorni znakovi, poput stvari, prostornih granica i mjesta, uključuju kako bi utjecali na smještaj ovih čimbenika upućivanja. Istraživači mogu provjeriti utjecaj koji ti znakovi nose na područje ovih referalnih čimbenika uklanjanjem tih znakova iz atmosfere tijekom eksperimenata.

"Drugo je važno pitanje kako egocentrične stanice koje nose imaju interakciju s alocentričnim tipovima prostornih stanica", rekao je Kunz. „Trenutno pretpostavljamo da samozainteresirane stanice koje nose nose neophodan input alocentričnim vrstama prostornih stanica. Prepoznajući to, buduće istraživačke studije mogle bi opisati samo kako na prilagodbu alocentričnih vrsta prostornih stanica utječe izvedba samozatajnih stanica koje nose. "

Studija je naslovljena "Neuronski kod za prostorne mape koje se tiču ​​sebe u ljudskoj srednjoj vremenskoj ploči."