4 грудня 2016, неділя

Вчені знайшли у щурів нейронний "навігатор"

коментувати
Тварини рухаються, базуючись на інформації від м'язів і зв'язок, а також своєрідних внутрішніх таймерів

Тварини рухаються, базуючись на інформації від м'язів і зв'язок, а також своєрідних внутрішніх таймерів

Нейрофізіологи з Бостонського університету виявили у щурів своєрідний природний "навігатор", який за допомогою спеціальних кліток кодує пройдену тваринами дистанцію і витрачений на її подолання час, створюючи просторово-часову схему в пам'яті й допомагаючи орієнтуватися в тому чи іншому місці, не покладаючись на візуальні сигнали.

Цю функцію виконують grid-нейрони, розташовані в медіальній енторинальній корі головного мозку, передає N+1.

Ці нейрони реагують на переміщення тварини в просторі, а просторова карта їх "спрацьовувань" являє собою періодичну сітку з вузлами у вершинах рівносторонніх трикутників. При цьому grid-нейрони активуються навіть у тому випадку, коли яка-небудь візуальна інформація повністю відсутня. Цей факт дозволив бостонським вченим припустити, що збудження grid-нейронів може залежати від пройденої тваринами відстані та витраченого на це часу. Іншими словами, grid-нейрони мають бути якимось чином "налаштовані" на відстеження цих змінних.


Пространственная карта активации отдельного grid-нейрона. Фото: Torkel Hafting
Просторова карта активації окремого grid-нейрона. Фото: Torkel Hafting


Чотири щури почергово розміщувалися в лабіринт у формі цифри 8, який був оснащений рухомою доріжкою. Щоб досягти мети – поїлки з водою, щурам доводилося бігти з певною швидкістю і долати задану відстань. Обидва параметри задавалися протилежним напряму переміщення щура рухом стрічки цієї доріжки. Паралельно у гризунів з допомогою вживлених електродів записували активність 177 попередньо виявлених grid-нейронів. В якості контрольної групи виступили 147 інших нервових клітин, близько розташованих анатомічно, але які не є grid-нейронами. Всього було проведено 136 бігових сесій тривалістю від 14 до 20 секунд і зі швидкістю 30-49 см/с.

З'ясувалося, що близько 92% grid-нейронів реагують електричними імпульсами (спайками) в певні специфічні моменти. Наприклад, деякі клітини активувалися кожні вісім секунд незалежно від швидкості та пройденої відстані. Інші клітини, навпаки, ніяк не реагували на час, зате розряджалися спайками після проходження 400 см. З усіх вивчених grid-нейронів 59% активувалися або на якісь часові показники, або на подолану відстань. Ще 41% реагував на комбінацію цих параметрів.

На думку вчених, це означає, що grid-нейрони обраховують подолану дистанцію, час та інтегрують ці параметри виключно на підставі інформації від м'язів і зв'язок рухомого гризуна, а також своєрідних внутрішніх таймерів. При цьому зовнішні зорові або інші динамічно мінливі сигнали не використовуються. Оскільки ключовими для організації процесів пам'яті є тимчасові і просторові виміри, то grid-нейрони можуть відігравати важливу роль у формуванні безперервного потоку безпосереднього досвіду, задаючи систему рамок і віх, створюючи просторові карти та визначаючи положення тварини всередині них.

Раніше в Індонезії був відкритий невідомий досі вид щури з п'ятачком замість носа.

Коментарі

1000

Правила коментування
Показати більше коментарів

Останні новини

ТОП-3 блога

Фото

ВІДЕО

Читайте на НВ style

Наука ТОП-10

Погода
Погода в Киеве

влажность:

давление:

ветер: