Обяснени противоречиви действия на невроните

Невроните в мозъка озадачават учените от известно време. Защо, когато започват да предизвикват движения в тялото, изглежда, че някои спонтанно извършват противоположното действие на очакваното?

Учените от Станфорд смятат, че са го разбрали.

Ако сравните поведението на неврона с махало в часовник, нещата започват да имат смисъл, казва Марк Чърчленд, доктор на науките, докторант по електротехника.

"Класическа идея е, че невроните са кодирани според един вид план, при който всеки неврон има движение, което предпочита", каза той.

Това означава, че невронът става най-активен преди и по време на предпочитаното от него движение, обяснява той. Например, ако човек иска да премести крака си надясно, всички неврони ще бъдат активни, но предпочитащите надясно неврони ще покажат най-голяма активност.

„Но това, което открихме, е, че невронът може да бъде много активен преди, да речем, движение надясно, но всъщност да се изключи точно преди движението надясно“, каза Чърчленд.

„Или може да бъде напълно неактивен преди движение наляво, но след това да стане силно активен по време на движението наляво. Ако се опитвате да свържете активността на отделен неврон с действието, което се случва, изглежда лудо. "

По-нататък Чърчленд обяснява аналогията с махалото, като казва, че за да накарате махалото да се люлее надясно, първо трябва да го издърпате наляво. Докато махалото се люлее наляво и надясно, то ще се движи в различни посоки по различно време, но цялото действие все още работи, за да поддържа правилното време.

„Ако казахте, че невронът гласува ефективно за предпочитаното от него движение, бихте казали, че в момента гласува за движение наляво, а десета от секундата по-късно гласува за движение вдясно и една десета от секундата след това гласува за нещо друго ”, каза Чърчленд. „Изобщо нямаше смисъл.“

„Докато гласуването е нещо, което трябва да остане приятно и последователно във времето, махалото може да се движи в различни посоки по различно време. Но махалото има динамика, която е последователна във времето, въпреки че положението на махалото не е “, каза Чърчленд.

Чърчленд и д-р Кришна Шеной, доцент по електротехника, са успели да изучат тези невронни махални действия с маймуни резус макаки, ​​чиято нервна активност се наблюдава от компютър.

По време на теста маймуните изиграха видео игра „swat the fly“, в която квадратче се разклащаше на екрана, като бръмчеща муха. Когато кацнеше (спираше да се клати), маймуната щеше да го изплюе.

Играта позволява на изследователите да записват нервна активност не само по време на движението на мухата, но и по времето, когато маймуните се приготвят за движение.

Изследването е намерено в изданието от 4 ноември на Неврон.

Източник: Станфордският университет