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:

Размеры тела влияют на продолжительность жизни
Размер тела, рост и вес могут влиять на продолжительность жизни женщин гораздо больше, чем на жизнь мужчин. К такому выводу пришла исследовательская группа из Нидерландов под руководством Ллойда Брандтса. Результаты работы были опубликованы 21 января в Journal of Epidemiology & Community ...
Разработан новый прототип искусственной кожи
Ученые из Лаборатории реконфигурируемой робототехники EPFL (RRL) и Лаборатории мягких биоэлектронных интерфейсов (LSBI) разработали новую рабочую модель искусственной кожи. Лабораториями руководят доктора Джейми Пайк и Стефани Лакур. Статья с описанием их успехов была опубликована 27 сентября на сайте EPFL. Подобно ...
Болезнь Альцгеймера связана с ожирением и диабетом в детском возрасте
Согласно результатам нового исследования ученых из Университета Восточной Финляндии, генетическая предрасположенность к болезни Альцгеймера связана с повышенным риском развития кардиометаболических заболеваний в ранний период жизни. Работа проводилась под руководством доктора Ээро Хаапала. Результаты были опубликованы сегодня на официальном сайте учебного заведения. ...
Можно ли пить кофе после алкоголя?
Некоторые любители кофе для придания напитку особого аромата или вкуса добавляют в него коньяк, ром, ликер. Кроме того, есть мнение, что кофеин обладает бодрящим эффектом, помогает быстрее протрезветь, поэтому некоторые стараются выпить чашку-другую кофе после употребления спиртного. О том, как сочетаются эти ...

Добавить комментарий

Войти с помощью: 

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

Яндекс.Метрика