Новости и мнения

Картографирование Ментального GPS Человека

Ученые обнаружили тип клетки мозга, которая помогает людям перемещаться по незнакомой территории.

First recognized in rats, humans may also owe their sense of direction in part to grid cells—neurons that fire in a triangular pattern and help keep track of navigational cues—according to a study published yesterday (August 4) in Nature Neuroscience . Впервые признанные у крыс, люди могут также обязаны своим чувством направления частично клеткам сетки – нейронам, которые запускаются в виде треугольника и помогают отслеживать навигационные сигналы – согласно исследованию, опубликованному вчера (4 августа) в Nature Neuroscience , Записывая нейронные активности людей, которых просили найти невидимые объекты в виртуальной среде, исследователи из Университета Дрексел наблюдали подобную решетке стрельбу в двух областях мозга, предоставляя самые конкретные доказательства существования активности клеток сетки у людей.

Исследователи из Норвежского центра биологии памяти впервые обнаружили клетки-сетки у крыс в 2005 году. В отличие от клеток-мест, которые обладают потенциалом действия огня, когда животное проходит через определенное пространство, исследователи обнаружили, что эти недавно идентифицированные нейроны запускаются в виде треугольной сетки. вдруг, когда животное перемещается в открытом космосе. В 2010 году Университетский колледж Лондона Нил Берджесс и его коллеги сообщили о первых намеках на ячейки сетки в сети памяти человека, основанные на данных функциональной магнитно-резонансной томографии (fMRI), которые идентифицировали нейронную активность у людей, которая поддерживала роль ячеек сетки в пространственном познании. и автобиографическая память.

«Несмотря на то, что сигналы fMRI были обнаружены в соответствии с запуском популяций ячеек сетки с выровненными сетками, это очень важный шаг для прямой записи с нейронов с сеточными паттернами стрельбы», – сказал Берджесс, – это именно то, что Дрексел Джошуа Джейкобс и его коллеги уже сделали.

Команда Джейкобса изучила 14 пациентов, которым ранее были имплантированы электроды в мозг в рамках продолжающегося лечения лекарственно-устойчивой эпилепсии. Исследователи воспользовались этими электродами для отслеживания активности нейронов во время задачи видеоигры, в которой участники должны были находить скрытые объекты в виртуальной среде с помощью джойстика. Для обнаружения невидимых объектов участники исследования, вероятно, использовали аллоцентрическую навигационную стратегию, которая опирается на внешние сигналы и, как известно, включает в себя вычислительную мощность гиппокампа.

Конечно же, Джейкобс и его коллеги наблюдали, как клетки гиппокампа человека проявляют решетчатый всплеск во время навигационной задачи. Кроме того, они обнаружили, что нейроны в энторинальных и поясных кортикальных слоях – области мозга, участвующие в памяти, среди прочего – проявляют схожую решетчатую активность во многих местах в виртуальной среде, образуя сеть, охватывающую все пространство и повторяющуюся схему, аналогичную к тому, что наблюдается в мозгах исследователей грызунов.

Это открытие, сказал Берджесс, «не только подтверждает подлинно неоднозначные результаты фМРТ, но и подтверждает чрезвычайно успешную свободно движущуюся модель пространственного познания грызунов, в которой были обнаружены ячейки сетки, клеточные клетки и так далее».

Беседуя с Ученым , Джейкобс отметил, что помимо пространственного познания ячейки сетки могут также играть важную роль в человеческой памяти. «В ходе эволюции кажется, что нейронные структуры, которые вовлечены в пространственную навигацию, также оказываются вовлеченными в эпизодическую память», – сказал он. «Короче говоря, все, что мы узнаем о навигации, важно не только для навигации, но и для понимания нейронной основы памяти в целом».

Это, добавил он, открывает возможность изучения активности ячеек сетки у людей, которые дезориентированы в результате болезни Альцгеймера, например, с целью исправления этих сетей.

«Одним из выводов является то, что если людям трудно, и они становятся дезориентированными, [понимание того, как] структурирована сеть ячеистой сети, помогает нам понять, как мы можем восстановить эту сеть в будущем», – сказал Джейкобс.

J. Jacobs и др., «Прямые записи решетчатой ​​активности нейронов в пространственной навигации человека», Nature Neuroscience , doi: 10.1038 / nn.3466, 2013.

Обсуждение

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *