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:

Как приготовить варенье из шишек?
Молоденькие шишки сосны – хорошее общеукрепляющее и противопростудное средство. Только учтите, шишки должны быть зелёными, собирать их нужно с середины мая до середины июня!Варенье из шишек 1 кг шишек залейте 1 ...
Как уборка защитит детей от ожирения?
Вещества, содержащиеся в домашней пыли, могут стимулировать рост и отложение жировых клеток, особенно у детей, – обнаружили американские учёные.Как показали исследования, в сутки дети потребляют от 60 до 100 мг ...
Как трава вероника лекарственная применяется в народной медицине?
Наш эксперт – преподаватель Пятигорской государст­венной фармацевтической академии, профессор Валерий Мелик-Гусейнов.Это растение с нежными голубоватыми цветами издавна применяется в народной медицине.Вероника лекарственная. Фото: Shutterstock.comВеронику используют в качестве отхаркивающего, вяжущего, противовоспалительного, диуретического и ранозаживляющего средства. Растение нашло применение при лечении заболеваний верхних дыхательных путей, ...
Почему молодая картошка полезнее старой?
Несмотря на то, что картофель хранится сравнительно долго, — 6-9 месяцев — с течением этого времени он утрачивает полезные свойства и вкусовые качества. По словам эксперта, в молодом картофеле намного меньше крахмала, зато больше витамина С и биофлавоноидов, которые повышают прочность сосудов ...

Добавить комментарий

Войти с помощью: 

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

Читайте ранее:
Первые пассажиры поедут по канатной дороге в московских «Лужниках» 6 сентября

Первые пассажиры смогут совершить поездку по канатной дороге, которая соединит стадион "Лужники" и Воробьевы горы...

В заброшенном здании УФМС в Москве обнаружены личные документы россиян

Следователи начали проверку по факту обнаружения паспортов и архивных документов в бывшем здании одного из...

Закрыть
Яндекс.Метрика