Ученые узнали, зачем мозжечку ингибирование сигналов

Ученые узнали, зачем мозжечку ингибирование сигналов

Специалисты Института нейронаук им. Макса Планка во Флориде (США) выявили, какую роль в работе мозжечка играют ингибирующие клетки молекулярного слоя – интернейроны. По их данным, они чрезвычайно важны для обеспечения регуляции движений, координации и усвоения двигательного навыка. Результаты исследования были опубликованы 16 августа на сайте учебного заведения.

Мозжечок – это анатомически уникальный отдел мозга, который играет важную роль в развитии моторных навыков и контроле движений. Несмотря на свои малые размеры (около 10% мозга), он вмещает почти половину от общего количества нейронов – примерно 50 миллиардов. Мозжечок получает множество сигналов из самых разных областей мозга, обрабатывает информацию и передает ее далее посредством лишь одного типа специализированных нейронов – они называются клетками Пуркинье. Эти клетки принимают два разных типа уже хорошо изученных возбуждающих сигналов, а также менее понятный ученым подавляющий сигнал, участвующий в управлении движением и способствующий моторному научению. В новой работе специалистам удалось узнать, зачем мозжечку этот загадочный сигнал.

В клетки Пуркинье поступают сигналы, с помощью которых поддерживается нормальная координация движений. Если человек совершает ошибку при движении, например, спотыкается, мозжечку одновременно поступает еще один сигнал, оповещающий о необходимых изменениях в действии, – он содержит информацию об ошибке при движении и ослабляет синаптические связи между параллельными волокнами и клетками Пуркинье, в результате чего меняется поведение и осуществляется обучение. Изменение в силе синаптических связей, т.н. пластичности, и стало предметом экспериментов ученых. Они произвели электрическую стимуляцию мозжечка, смоделировав одновременную передачу возбуждающих сигналов с информацией о движении и сигнала об ошибке при движении, тем самым симулировав процесс обучения. Проанализировав реакцию клеток Пуркинье, они активировали ингибирующее интернейроны с помощью оптогенетики и провели серию экспериментов. Оказалось, что без ингибирования синаптическое ослабление становится ярко выраженным, а активация интернейронов приводит к полному изменению пластичности, поскольку синаптические связи укрепляются вследствие ингибирования. При этом важной оказалась степень воздействия на интернейроны – при слабом воздействии изменений в пластичности не последовало. Кроме того, ученые провели еще один эксперимент, в котором посредством активации интернейронов было продемонстрировано «забывание» моторного навыка на примере вестибулоокулярного рефлекса.

Таким образом, исследователям удалось установить, что ингибирование помогает в значительной степени расширить круг возможных реакций клеток на поступающие сигналы о внешних стимулах. Обучение оказалось не простым состоянием – либо обучение происходит, либо нет, – но сложной системой, в которой возможны самые разные вариации состояний, таких как, например, «узнать много» и «усвоить, но плохо».

Материалы по теме:

Новорожденные младенцы переносят COVID-19 в легкой форме
Новорожденные дети восприимчивы к COVID-19, однако переносят инфекцию в легкой форме. Такими данными поделился доктор Чжи-Цзян Чжан и его коллеги из Уханьского университета на страницах журнала Европейского респираторного общества 8 апреля. На сегодняшний день мало что известно о новой коронавирусной ...
Не принимайте важных решений на голодный желудок
Новое исследование, проведенное специалистами из Университета Данди, показало, что не стоит принимать важные решения на голодный желудок, если вы не хотите о них пожалеть. Работа проводилась под руководством доктора Бена Винсента. Результаты наблюдений были опубликованы сегодня на официальном сайте образовательной организации. ...
Вся ценность скорлупы. Какие орехи лучше покупать — очищенные или нет?
Любой человек, пытающийся соблюдать правила ЗОЖ, знает, как полезны орехи, и обязательно включает их в свой рацион. Их справедливо считают суперфудом, и ежедневная горсть орехов — важнейший элемент питания. Но вот какие орехи полезнее, в скорлупе, или те, с которых её уже удалили? В продаже есть всякие, ассортимент их очень ...
Плюсы лишнего веса. Ученые выявили неожиданную пользу ожирения
Статья из газеты: Еженедельник "Аргументы и Факты" № 11 13/03/2019 Учёные доказали русскую пословицу: пока толстый сохнет, худой сдохнет. Медики уже приучили и нас, и себя, что ожирение однозначно вредно. Но в последние годы учёные обнаружили и позитивные эффекты избыточного веса. Этот феномен назвали парадоксом ожирения. ...

Добавить комментарий

Войти с помощью: 

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

Яндекс.Метрика