Perteklinis modulinis tinklas palaiko tinkamą smegenų komunikaciją

smegenys

Prisiminkite telefono numerį ar ką tik nurodytus nurodymus, ir jūsų smegenys aktyviai bendraus daugelyje regionų. Manoma, kad darbinė atmintis priklauso nuo šių regionų sąveikos, tačiau tai, kaip šios smegenų sritys sąveikauja ir tinkamai reprezentuoja atmintį, išliko paslaptimi.

Bayloro medicinos koledže neurologijos mokslų daktaras ir McNairo mokslininkas daktaras Nuo Li ir jo kolegos ištyrė smegenų regionų, susijusių su darbine atmintimi, pobūdį ir rado įrodymų, kad modulinė tinklo organizacija yra labai svarbi nuolatinei nervų veiklai. .

Kaip bendrauja smegenų regionai

Li ir jo kolegos galėjo pamatyti, kad kiekvienas smegenų pusrutulis turi atskirą atminties vaizdą. Tačiau pusrutuliai yra glaudžiai koordinuojami akimirksniu, todėl per darbinę atmintį gaunama labai nuosekli informacija.

Tyrime mokslininkai peles įtraukė į paprastą elgesį, reikalaujantį, kad jie saugotų specifinę informaciją. Jie buvo apmokyti kelias sekundes atidėti nurodytą veiksmą. Šis laiko atidėjimas suteikė tyrėjams galimybę pažvelgti į smegenų veiklą atminties procese.

„Matėme, kad daugelis neuronų koordinuotai šaudo iš abiejų žievės pusrutulių. Jei veikla padidėjo viename regione, kitas regionas atidžiai sekė. Mes iškėlėme hipotezę, kad sąveika tarp smegenų pusrutulių yra tai, kas buvo atsakinga už šią atmintį “, - sakė Li.

Li ir jo kolegos fiksavo veiklą kiekviename pusrutulyje, parodydami, kad atminties proceso metu kiekvienas padarė savo informacijos kopiją. Taigi, kaip bendrauja du pusrutuliai?

Li paaiškino, kad naudojant optogenetiką jie sugebėjo sugadinti informaciją viename pusrutulyje ir paveikti tūkstančius neuronų atminties laikotarpiu. Tai, ką jie rado, buvo netikėta.

"Kai mes sutrikdėme vieną pusrutulį, kita sritis išjungė ryšį, iš esmės neleisdama korupcijai plisti ir paveikti veiklą kituose regionuose", - sakė Li. „Tai panašu į šiuolaikinius tinklus, tokius kaip elektros tinklai. Jie yra prijungti, kad būtų užtikrintas elektros srautas, bet taip pat stebi, ar nėra gedimų, prireikus išjungdami jungtis, kad nesugestų visas elektros tinklas “.

Bendradarbiaujant su dr. Shaul Druckmann ir Ph. studentas Byungwoo Kangas iš Stanfordo universiteto mokslininkai sukūrė šio proceso teorines analizes ir tinklo modeliavimą, parodydami, kad ši smegenų modulinė organizacija yra labai svarbi nuolatinės nervų veiklos tvirtumui. Šis tvirtumas gali būti atsakingas už tai, kad smegenys galėtų atlaikyti tam tikrus sužeidimus, apsaugodamos kognityvinę funkciją nuo trukdžių.

"Suprasti nereikalingą modulinę smegenų organizaciją bus svarbu kuriant nervų moduliacijos ir taisymo strategijas, suderinamas su natūraliu smegenų informacijos apdorojimu", - sakė Li.