Az új emberi agysejt-típus segít az embereket a mentális térképeken összpontosítani

agysejtek

A columbiai mérnöki idegtudósok vadonatúj kutatása szerint egy korábban azonosítatlan emberi agysejt jelenik meg, amely segíti az embereket abban, hogy az egyedi földrajzi térképeiken összpontosíthassanak. azon túl, hogy az agy mely összetevői képesek megszakadni az egész memóriazavarban, olyan neurodegeneratív körülmények között, mint például az Alzheimer-kór

Kétféle megközelítés létezik, amelyek mellett az emberek és a háziállatok böngészhetnek, valamint tájékozódhatnak. Az egyik magában foglalja a helyek, tartományok elhelyezését, valamint az utasításokat „allokentrikus” vagy más központú összefüggésekben, amelyek a külső földgömbön gyökereznek. A különféle más megközelítés „egocentrikus” összefüggéseket von maga után, amelyek rögzítik az énemet.

Amikor egy mobiltelefonos alkalmazást használ a vezetési utasítások felfedezéséhez, valószínűleg mindkét navigációs beállítást felhasználja. Amikor eredetileg beír egy címet, az általában egy térképen tárja fel a címet allokációs szempontból, felül az „észak”, az alja pedig a „déli”. Ha ezután a legvalószínűbb, hogy a látást elkezdi, az minden bizonnyal egy önmagát érintő nézőpontra változik, ahol „előre” megy az élmezőnybe, a „hátul” pedig minden idők mélypontjára.

A tudósok legelőször 1971-ben találtak patkányok allocentrikus kontextusához kapcsolódó agysejteket - „helysejtek”, amelyek például arra utalhatnak, hogy a hely északkeleti peremén találhatók. A többi allentrikus térbeli sejttípus olyan fejirányú cellákból áll, amelyek bekapcsolódhatnak, amikor az ember déli böngészést folytat, vagy olyan határsejtek, amelyek reagálhatnak, ha egy határ nyugatra fekszik.

Az előző években a tudósok elkezdték vizsgálni, hogy a patkány elmék miként térképezték fel az önmagukkal összefüggő összefüggéseket. Két évvel ezelőtt a dartmouthi kollégium kutatói a hannoveri New Hampshire-ben meghatározták a patkányok agyterületét, posztriinális kéregnek hívják, amelyben az egocentrikusan beállított sejtek bőségesek. Rosszul felfogott azonban, hogy az agysejtek miként alakították ki az emberekkel kapcsolatos, önmagával kapcsolatos térbeli térképek alapját.

"Emberben csak ritkán lehetséges az agy egyes idegsejtjeinek aktivitását közvetlenül rögzíteni, etikai okokból" - mondta Lukas Kunz, a Columbia Egyetem Orvosbiológiai Orvostudományi Tanszékének posztdoktori kutatója, valamint a tanulmány első írója. vadonatúj kutatás. „Vannak olyan technikák, mint az fMRI vagy az EEG, amelyek lehetővé teszik számunkra, hogy közvetett módon mérjük az egészséges emberi agy idegi aktivitását, de ez az idegi aktivitás neuronok millióinak összesített aktivitását tükrözi, ami nem enged közvetlen következtetéseket levonni az egyes neuronok működési elveiről. ”

A vadonatúj kutatás során az Egyesült Államok és Németország idegtudósai 15 epilepsziás embert vizsgáltak meg a Freiburgi Egyetem németországi orvosi központjában. Ezeket az önkénteseket elektródákkal ültették be, hogy segítsék az orvosokat állapotuk ellenőrzésében.

A tudósok arra kérték az önkénteseket, hogy hajtsanak végre olyan számítógépes rendszereket, amelyek felfedezték képességüket az online légkörben történő böngészésre, valamint hogy szem előtt tartsák, hol találhatók különféle dolgok. Ugyanakkor a kutatók több mint 1,400 magányos idegsejt feladatát rögzítették számos agyterületen az egyének mindegyikében.

A kutatók több mint 160 idegsejtet határoztak meg, amelyek önálló térbeli sejttípusokként viselkedtek, és akkor váltottak ki, amikor az online légkör bizonyos elemei előre, mögöttük, balra vagy jobbra voltak az embereknél, vagy amikor a terület tényezői közel vagy távol az emberektől.

"Most elsőként jelentettük az emberek egocentrikus térbeli sejttípusait" - jelentette ki Kunz. A kutatók kiadták „Az egocentrikus tértérképek neurális kódja az emberi mediális temporális lebenyben” című kutatásukat a folyóiratban Neuron július 14, 2021.

Ezek az „egocentrikus hordozó sejtek” nagy valószínűséggel térbeli részleteket írnak fel egy mentális térképre, amely mindenkit rögzített. "Ez feltehetően fontos a mindennapi élet számára, amikor az emberek megpróbálnak tájékozódni a környezetükben, és amikor útvonalakon navigálnak" - mondta Joshua Jacobs, a Columbia Engineering orvosbiológiai tervezésének tanára, valamint a kutatás idős írója.

Ezek az önmagát érintő hordozó sejtek különösen elegendőek voltak a parahippocampalis kéregben, az agy mélyén elhelyezkedő területen, amelyet előzőleg a rágcsáló postrhinalis kéregének emberi összehangolása ajánlott. Az egocentrikus hordozó sejtek a parahippocampalis kéreg összes idegsejtjének körülbelül 25% -át tették ki. "Korábbi tanulmányok kimutatták, hogy az agyi régió károsodásával járó betegek dezorientáltak, feltehetően azért, mert az egocentrikus hordozó sejtjeik érintettek" - jelentette ki Kunz.

A tudósok emellett elhelyezték ezeket az önmagukat érintő hordozó sejteket, és kiderült, hogy növekszik a feladat, amikor az emberek memóriájukat felhasználva hatékonyan emlékeznek azokra a területekre, amelyeket az online légkörben ténylegesen elhelyeztek. "Ez azt sugallja, hogy ezek a sejtek nemcsak a navigáció szempontjából relevánsak, hanem szerepet játszanak a korábbi tapasztalatok helyes emlékezésében is" - jelentette ki Kunz.

"Az emlékek több különböző elemből állnak, például egy konkrét eseményből, az esemény bekövetkezésének helyéből és az esemény bekövetkezésének idejéből" - jelentette ki Kunz. „Úgy gondoljuk, hogy ezeknek az emlékeknek a különböző összetevői számára különböző idegrendszer létezik. Az egocentrikus hordozó sejtek feltehetően különösen részt vesznek az emlékek térinformációinak feldolgozásában. ”

Ezek a keresések rávilágíthatnak arra, ami kudarcot vallhat a memóriahiányos embereknél, olyan neurodegeneratív betegségekben szenvedőknél, mint például Alzheimer-kór „Lehet, hogy egocentrikus hordozó sejtjeik nem működnek megfelelően, vagy valamilyen okból megsemmisülhetnek, például stroke, agytumor, vagy demencia ”- jelentette ki Jacobs.

Ezek a vadonatúj keresések nem reagálnak arra, hogyan lehetne kezelni az ilyen memóriazavarokat. "Nagyon sok kutatásra van még szükség, mielőtt a memóriazavarokat sikeresen kezelhetnénk" - figyelmeztetett Kunz.

A jövőben a tudósok azt akarják megtudni, hogy a felajánlott, önmagát érintő hordozósejtek pontosan miért hangolódnak a terület bármely tényezőjére, amelyre koncentrálódik. Jelenleg Kunz és munkatársai azt feltételezik, hogy számos különféle térbeli jel, például dolgok, térbeli határok és helyszínek beépülnek, hogy befolyásolják ezen utalási tényezők elhelyezkedését. A kutatók ellenőrizhetik, hogy ezek a jelek milyen hatással vannak ezekre a referencia tényezőkre, kiküszöbölve ezeket a jeleket a légkörből a kísérletek során.

"Egy másik fontos kérdés az, hogy az egocentrikus hordozó sejtek hogyan lépnek kölcsönhatásba az osztentrikus térbeli sejttípusokkal - mondta Kunz. „Jelenleg azt feltételezzük, hogy az öngondoskodó sejtek megadják a szükséges inputot az allentrikus térbeli sejttípusokhoz. Ennek felismerésével a jövőbeni kutatási tanulmányok leírhatják, hogy az allentrikus térbeli sejttípusok kiigazítását hogyan befolyásolja az önálló hordozó sejtek teljesítménye. "

A tanulmány címe: „Az idegenkód az önérvényesített térbeli térképekhez az emberi medián temporális medencében.”