Objašnjene kontradiktorne radnje neurona

Neuroni u mozgu već neko vrijeme zbunjuju znanstvenike. Zašto, kad počinju pokretati pokrete u tijelu, čini se da neki spontano izvršavaju suprotno od onoga što se očekuje?

Znanstvenici sa Stanforda misle da su to shvatili.

Ako usporedite ponašanje neurona s njihalom u satu, stvari počinju imati smisla, rekao je dr. Mark Churchland, postdoktorski istraživač u elektrotehnici.

"Klasična ideja je da su neuroni kodirani prema svojevrsnom nacrtu u kojem svaki neuron ima pokret koji mu je draži", rekao je.

To znači da neuron postaje najaktivniji prije i za vrijeme željenog kretanja, objašnjava. Na primjer, ako bi osoba htjela pomaknuti nogu udesno, svi bi neuroni bili aktivni, ali neuroni koji preferiraju desno pokazali bi najviše aktivnosti.

"Ali ono što smo otkrili jest da bi neuron mogao biti vrlo aktivan prije, recimo, kretanja udesno, ali onda se zapravo ugasiti neposredno prije kretanja udesno", rekao je Churchland.

“Ili bi mogao biti potpuno neaktivan prije kretanja ulijevo, ali tada bi postao jako aktivan tijekom kretanja ulijevo. Ako pokušavate povezati aktivnost pojedinog neurona sa radnjom koja se odvija, izgleda ludo. "

Churchland nadalje objašnjava analogiju s njihalom rekavši da, da bi se njihalo zamahnulo udesno, prvo ga trebate povući ulijevo. Kako se njihalo ljulja lijevo-desno, kretat će se u različitim smjerovima u različito vrijeme, ali sve akcije još uvijek rade na zadržavanju odgovarajućeg vremena.

"Ako biste rekli da je neuron u stvari glasao za svoj preferirani pokret, rekli biste da trenutno glasa za pomicanje ulijevo, a desetinu sekunde kasnije glasa za pomicanje udesno i desetinu sekunde nakon toga glasuje za nešto drugo ", rekao je Churchland. "To uopće ne bi imalo smisla."

„Iako je glasanje nešto što bi trebalo ostati lijepo i dosljedno tijekom vremena, njihalo se može mijenjati u različitim smjerovima u različito vrijeme. Ali visak ima dinamiku koja je vremenski konzistentna iako položaj viska nije ", rekao je Churchland.

Churchland i dr. Krishna Shenoy, izvanredni profesor elektrotehnike, uspjeli su proučavati ova djelovanja živčanog njihala s majmunima rezus makaka, čija je živčana aktivnost praćena računalom.

Tijekom testa, majmuni su igrali video igricu "swat the fly" u kojoj bi se kvadrat vrtio po zaslonu, poput zujanja muhe. Kad bi sletio (zaustavio se jiggling), majmun bi se zaletio po njemu.

Igra je istraživačima omogućila bilježenje živčane aktivnosti ne samo tijekom kretanja zamahom muha, već i za vrijeme dok su se majmuni spremali za kretanje.

Istraživanje je pronađeno u izdanju časopisa Neuron.

Izvor: Sveučilište Stanford