Xray Brain anatomy with inner structure, Medically accurate 3D illustration
stockPhoto

Οι νευροεπιστήμονες έχουν πειραματιστεί σε ποντίκια για να προσδιορίσουν την περιοχή του εγκεφάλου που λειτουργεί πέρα ​​από την αισθητηριακή κωδικοποίηση και την κινητική κωδικοποίηση, ανοίγοντας δυνητικά νέες κατευθύνσεις για τη μελέτη των κυτταρικών και κυκλωμάτων μηχανισμών αισθητηριακών-κινητικών μετασχηματισμών. Οι ερευνητές αναφέρουν ότι μια φλοιώδης περιοχή που παραδοσιακά ορίζεται ως ο φλοιός στον οποίο βρίσκεται ο μοχλός που ενεργοποιεί τους μύες, σχετίζεται άμεσα με τη διαδικασία μετασχηματισμού.

Όταν πατάμε στο φρένο του αυτοκινήτου βλέποντας ένα κόκκινο φανάρι, μια ακολουθία γεγονότων ξετυλίγεται στον εγκέφαλο με ταχύτητα αστραπής. Η εικόνα του φωτεινού σηματοδότη μεταφέρεται από τα μάτια μας στον οπτικό φλοιό, ο οποίος, με τη σειρά του, επικοινωνεί με τον πρόωρο φλοιό – ένα τμήμα του εγκεφάλου που συμμετέχει στην προετοιμασία και την εκτέλεση κινήσεων των άκρων. Στη συνέχεια αποστέλλεται ένα σήμα στο πόδι μας για να πατήσουμε το φρένο. Ωστόσο, η περιοχή του εγκεφάλου που βοηθά το σώμα να μεταβεί από το «βλέμμα» στο «βήμα» εξακολουθεί να είναι ένα μυστήριο, ακόμα άλυτο, λένε  νευροεπιστήμονες και ψυχολόγοι.

Για να αποσυμπιέσετε αυτό το «μαύρο κουτί», μια ομάδα νευροεπιστημόνων στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, στο Riverside, έχει πειραματιστεί σε ποντίκια για να εντοπίσει την περιοχή του εγκεφάλου που λειτουργεί πέρα ​​από την αισθητηριακή κωδικοποίηση και την κωδικοποίηση κινητήρα, ανοίγοντας δυνητικά νέες κατευθύνσεις για τη μελέτη των κυτταρικών και κυκλωμάτων αισθητηριακών-κινητικών μετασχηματισμών.

Οι ερευνητές αναφέρουν ότι μια φλοιώδης περιοχή που παραδοσιακά ορίζεται ως ο φλοιός της ενεργοποίησης του ψίθυρου,  σχετίζεται άμεσα με τη διαδικασία μετασχηματισμού.

Στο εργαστήριο, οι ερευνητές εκπαίδευσαν τα ποντίκια να αισθανθούν μια ελαφρά παραμόρφωση στη μία πλευρά των μουστακιών τους και να αναφέρουν εάν το ανίχνευσαν γλείφοντας μια σταγόνα νερού.

«Καταγράψαμε τη νευρωνική δραστηριότητα ορισμένων περιοχών του εγκεφάλου που θα μπορούσαν να μεταδώσουν αυτόν τον αισθητήριο-κινητικό μετασχηματισμό χρησιμοποιώντας τη« γλώσσα των νευρώνων »- τα ηλεκτρικά σήματα – που δημιουργούνται καθώς το ποντίκι εκτελεί το καθήκον της ανίχνευσης ερεθισμάτων», δήλωσε ο Zhaoran Zhang, πρώτος συγγραφέας του ερευνητικού εγγράφου που δημοσιεύθηκε στο eNeuro , ένα περιοδικό ανοιχτής πρόσβασης της Εταιρείας Νευροεπιστημών.

Ο Behzad Zareian, από το Τμήμα Ψυχολογίας και συγγραφέας του ερευνητικού εγγράφου, εξήγησε ότι η ομάδα χρησιμοποίησε απλά αλλά διαισθητικά μαθηματικά εργαλεία για να μετατρέψει τις ηλεκτρικές δραστηριότητες των νευρώνων σε αριθμούς που περιγράφουν πόσο οι νευρώνες αισθάνονται την αισθητηριακή είσοδο , πόσο αντανακλούν τις επερχόμενες εξόδους κίνησης και πόσο καλά προβλέπουν εάν οι αισθητηριακές πληροφορίες μπορούν να μετατραπούν επιτυχώς σε μια σωστή συμπεριφορά.

Ο Edward Zagha, επίκουρος καθηγητής ψυχολογίας και βασικός ερευνητής της ομάδας, εξήγησε ότι μια δυσκολία στην εύρεση περιοχών του εγκεφάλου που λειτουργούν τον μετασχηματισμό αισθητήρων-κινητήρων είναι ότι παρόλο που οι επιστήμονες μπορούν να μετρήσουν εύκολα τις δραστηριότητες του εγκεφάλου που σχετίζονται με τις αισθήσεις και τον κινητήρα, η εσωτερική διαδικασία που πραγματοποιεί τον αισθητήρα-κινητικό μετασχηματισμό στον εγκέφαλο είναι αόριστη και δύσκολο να ποσοτικοποιηθεί. «Ο εγκέφαλός μας αντιπροσωπεύει αισθητηριακές και κινητικές πληροφορίες σε περισσότερα από ένα μέρη και συχνά με περιττό τρόπο για πολλαπλούς σκοπούς, όπως η βελτίωση των μελλοντικών κινήσεων, η ενίσχυση της αντίληψης ή της αποθήκευσης μνήμης», δήλωσε ο Zagha.

«Έτσι, οι επιστήμονες είναι πλέον σε θέση να διακρίνουν τη θέση του μετασχηματισμού και τις περιοχές που απλώς αντανακλούν τις αισθητηριακές ή κινητικές πληροφορίες για άλλους σκοπούς. Αυτό μπορεί να βελτιώσει σε μεγάλο βαθμό τη χρήση στοχευμένης θεραπείας για ασθενείς με αισθητήρια και κινητικά ελλείμματα.»

Η ομάδα σκοπεύει να επικεντρώσει την έρευνά της στον φλοιό που ενεργοποιεί τους ψίθυρους – Whisker για να δείξει τι συμβαίνει σε αυτήν την περιοχή για να επιτρέψει τη διαδικασία μετασχηματισμού. «Έτσι, αυτό θα διευρύνει τις γνώσεις μας για τα νευροβιολογικά κυκλώματα που εκτελούν αισθητήριους-κινητικούς μετασχηματισμούς και εντοπίζει θέσεις πιθανής θεραπευτικής παρέμβασης για τη ρύθμιση αυτών των εγκεφαλικών λειτουργιών.»

Η έρευνα χρηματοδοτήθηκε από επιχορηγήσεις από το Ίδρυμα Whitehall και τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας.

via