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:

Черви помогут узнать, как работает память
Специалисты Исследовательского центра Доннелли при Университете Торонто провели серию экспериментов с использованием червей и установили, что эффект блокирования памяти работает не так, как полагали раньше. Проектом руководил Д. Мерритт. Результаты исследования были представлены сегодня в журнале Scientific Reports.  Эффект блокирования памяти был ...
Названы страны, где лучше не пить воду из-под крана
В список этих стран вошла и Россия Список стран, в которых не стоит пить воду из-под крана, составило турагентство Globehunters на основании сведений Центров по контролю и профилактике заболеваний США, сообщает Daily Mail. В перечень стран, где водопроводная вода опасна и неприятна на вкус, ...
Как снизить давление без лекарств?
Как снизить давление без лекарств? Говорят, что гипертоникам необязательно принимать таблетки, поскольку повышенное давление можно снизить альтернативными методами. Какими? Отвечает кандидат медицинских наук, врач-терапевт-кардиолог биомедицинского холдинга «Атлас» Ольга Александрова: — Смотря о какой ситуации идёт речь. Если давление поднялось до критической отметки, а человек, вместо ...
Не обездоливайте бабушек. Можно ли доверить внуков старшему поколению?
Статья из газеты: Еженедельник "Аргументы и Факты" № 24 12/06/2019 Ещё поколение назад чуть ли не все дети школьного возраста (а часто и младше) проводили летние каникулы в деревне или на даче у бабушки. Времена изменились. Теперь значительная часть молодых родителей категорически не хочет доверять ...

Добавить комментарий

Войти с помощью: 

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

Яндекс.Метрика