Naujai atrastas žmogaus smegenų ląstelių tipas padeda sutelkti žmones psichikos žemėlapiuose

proto ląstelės

Remiantis visiškai naujais Kolumbijos inžinerijos neuromokslininkų atliktais tyrimais, anksčiau nenustatyta žmogaus smegenų ląstelių rūšis padeda žmonėms sutelkti dėmesį į atskirus žemės rutulio žemėlapius. Šis tyrimas paaiškina mobiliąsias sistemas, kuriomis grindžiama navigacija, taip pat žmonių atmintis, be to, kokius smegenų komponentus būtų galima nutraukti, kai atminties sutrikimai būdingi neurodegeneracinėms sąlygoms, tokioms kaip Alzheimerio liga

Yra 2 būdai, kuriais žmonės ir naminiai gyvūnai naršo ir orientuojasi. Tai apima sričių, diapazonų ir instrukcijų išdėstymą „paskirstentriniame“ ar į kitą centrą nukreiptuose kontekstuose, įsišaknijusiuose išoriniame pasaulyje. Įvairus kitas požiūris apima „egocentriškus“ kontekstus, kurie yra fiksuoti aš.

Kai naudosite mobiliojo telefono programą, kad sužinotumėte vairavimo instrukcijas, ji greičiausiai naudos abu šiuos naršymo nustatymus. Kai iš pradžių įvesite adresą, jis paprastai jums parodys žemėlapio adresą iš paskirstymo taško, viršuje - „šiaurė“, o apačioje - „pietinė“. Kai po to greičiausiai pamatysite kelią, jis tikrai pasikeis į sau rūpimą požiūrį, kai „iš anksto“ eina į priekį, o „už“ - per visą laiką.

Mokslininkai pirmą kartą 1971 m. Žiurkėms nustatė smegenų ląsteles, susijusias su žiurkių paskirstymo sistemomis - „vietos ląstelės“, kurios, pavyzdžiui, gali reikšti, kad jos yra šiaurės rytų vietos pakraštyje. Kitos erdvinių ląstelių rūšys susideda iš galvos krypties ląstelių, kurios gali įsijungti kaskart naršant pietus, arba pasienio ląstelių, kurios gali reaguoti, kai riba yra į vakarus.

Ankstesniais metais mokslininkai pradėjo nagrinėti, kaip žiurkių mintys atvaizdavo su savimi susijusius kontekstus. Praėjus dvejiems metams, Dartmuto koledžo Hanoveryje, Naujajame Hampšyre, mokslininkai nustatė žiurkių smegenų plotą, vadinamą postrinaline žieve, kurioje egocentriškai sureguliuotos ląstelės yra gausios. Tačiau liko blogai suvokta, kokios smegenų ląstelės sukūrė žmonėms skirtų erdvinių žemėlapių pagrindą.

„Žmonėms tik retai įmanoma tiesiogiai užfiksuoti pavienių neuronų veiklą iš smegenų dėl etinių priežasčių“, - teigė Lukas Kunzas, Kolumbijos universiteto Biomedicinos inžinerijos katedros mokslų daktaras, taip pat pirmasis tyrimo autorius. visiškai nauji tyrimai. „Yra tokių metodų kaip fMRI ar EEG, leidžiančios netiesiogiai išmatuoti nervų aktyvumą iš sveikų žmogaus smegenų, tačiau ši nervų veikla atspindi milijonų neuronų bendrą aktyvumą, o tai neleidžia daryti tiesioginių išvadų apie pavienių neuronų darbo principus. “

Atlikdami visiškai naujus tyrimus, neuromokslininkai iš JAV ir Vokietijos patikrino 15 epilepsija sergančių žmonių Freiburgo universiteto medicinos centre Vokietijoje. Šie savanoriai buvo implantuoti elektrodais, kad padėtų gydytojams patikrinti jų būklę.

Mokslininkai paprašė savanorių atlikti kompiuterinės sistemos darbus, kurie atrado jų galimybes naršyti internete, taip pat nepamiršti, kur yra įvairūs dalykai. Tuo pačiu metu tyrėjai užfiksavo daugiau nei 1,400 pavienių nervinių ląstelių užduotį daugybėje smegenų sričių visiems asmenims.

Mokslininkai nustatė daugiau nei 160 nervų ląstelių, kurios veikė kaip savarankiškos erdvinių ląstelių rūšys. Tai sukėlė tada, kai tam tikri internetinės atmosferos komponentai buvo iš anksto, už žmonių, kairėje, kairėje ar dešinėje, arba kai buvo veiksniai srityje. arti žmonių ar toli nuo jų.

"Dabar mes pirmieji pranešėme apie egocentrinius erdvinių ląstelių tipus žmonėms", - teigė Kunzas. Mokslininkai paskelbė savo tyrimą „Egocentrinių erdvinių žemėlapių neuroninis kodas žmogaus vidurinėje laikinojoje skiltyje“. Neuronas liepos 14, 2021.

Šios „egocentrinės nešančiosios ląstelės“ greičiausiai užfiksuoja erdvines detales mentaliniame žemėlapyje, kuris fiksavo visus. "Tai tikriausiai svarbu kasdieniame gyvenime, kai žmonės bando orientuotis savo aplinkoje ir kai jie eina keliais", - teigė Joshua Jacobsas, „Columbia Engineering“ biomedicininio dizaino dėstytojas ir pagyvenęs tyrimo autorius.

Šių su savimi besirūpinančių ląstelių ypač pakako parahipokampo žievėje, srityje, esančioje giliai smegenyse, o ankstesnė rekomenduojama funkcija yra graužikų postrinalinė žievė. Egocentrines nešančias ląsteles sudarė apie 25% visų parahipokampinės žievės nervų ląstelių. "Ankstesni tyrimai parodė, kad pacientai, kuriems pakenkta šiam smegenų regionui, yra dezorientuoti, tikriausiai todėl, kad buvo paveiktos jų egocentrinės guolių ląstelės", - teigė Kunzas.

Mokslininkai papildomai nustatė šias susirūpinusias nešiojančias ląsteles, kurios atskleidė užduoties padidėjimą, kai žmonės naudojo savo atmintį, kad galėtų efektyviai prisiminti dalykus, kuriuos jie iš tikrųjų rado internetinėje atmosferoje. "Tai rodo, kad šios ląstelės yra ne tik svarbios navigacijai, bet ir vaidina svarbų vaidmenį prisimenant praeities patirtį", - teigė Kunzas.

"Prisiminimai susideda iš kelių skirtingų elementų, tokių kaip konkretus įvykis, vieta, kur įvykis įvykis, ir laikas, kai įvykis įvyko", - teigė Kunzas. „Mes tikime, kad skirtingiems šių prisiminimų komponentams yra skirtingos nervų sistemos. Spėjama, kad egocentrinės nešančios ląstelės yra ypač susijusios su atminties erdvinės informacijos apdorojimu “.

Šie ieškojimai gali paryškinti tai, kas gali nepavykti žmonėms, turintiems atminties trūkumų, susideda iš žmonių, sergančių neurodegeneracinėmis ligomis, tokiomis kaip Alzheimerio liga. „Jų egocentrinės ląstelės gali neveikti tinkamai arba gali būti sunaikintos dėl kokių nors priežasčių, tokių kaip insultas, smegenų navikas ar demencija “, - pareiškė Jacobsas.

Šie visiškai nauji ieškojimai nereaguoja į tai, kaip būtų galima valdyti tokius atminties sutrikimus. "Norint sėkmingai gydyti atminties sutrikimus, dar reikia atlikti daugybę tyrimų", - perspėjo Kunzas.

Ateityje mokslininkai nori išsiaiškinti, kodėl bet kokia siūloma savarankiška guolio ląstelė yra pritaikyta bet kokiam srities veiksniui, į kurį ji yra sutelkta. Šiuo metu Kunzas ir jo bendradarbiai daro prielaidą, kad daugybė įvairių erdvinių ženklų, tokių kaip daiktai, erdvinės sienos ir vietos, turi įtakos šių persiuntimo faktorių išdėstymui. Tyrėjai gali patikrinti, kokį poveikį šie ženklai turi šių persiuntimo faktorių srityje, per eksperimentus pašalindami šiuos ženklus iš atmosferos.

„Kitas svarbus klausimas yra tai, kaip egocentrinės nešančios ląstelės sąveikauja su alokentrinių erdvinių ląstelių tipais, sakė Kunzas. „Šiuo metu mes darome prielaidą, kad su savimi susijusios ląstelės suteikia reikiamą indėlį paskirstomosioms erdvinių ląstelių rūšims. Pripažįstant tai, būsimieji moksliniai tyrimai gali apibūdinti, kaip paskirstomųjų erdvinių ląstelių tipų koregavimą įtakoja savarankiškų nešančių ląstelių veikimas. "

Tyrimas pavadintas „Neuroninis kodas, skirtas savarankiškiems erdviniams žemėlapiams, esantiems vidutiniame žmogaus laikinojoje gaudyklėje“.