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:

Какие медицинские препараты можно заказывать за границей?
В конце апреля в Екатеринбурге возбудили уголовное дело против 24-летней Дарьи Беляевой, которая заказала в зарубежной интернет-аптеке упаковку антидепрессанта бупропиона из Польши. Сотрудники таможни посчитали, что лекарство является производным запрещенного наркотического средства, и теперь Беляевой грозит от 10 до 20 лет колонии ...
Звоните немедленно! Ситуации, когда нужно немедленно вызывать «Скорую»
По официальной статистике, в 30% случаев люди вызывают скорую необоснованно. Однако бывают и противоположные ситуации — когда человек не решается беспокоить врачей по пустякам и промедление стоит ему жизни. В каких случаях «Скорую» нужно вызывать незамедлительно? Рассказывает врач-анестезиолог- реаниматолог высшей категории Сергей Соколов: 1. Потеря ...
Ученые стали на шаг ближе к лечению акне
Специалисты из Школы фундаментальных и медицинских биологических наук и Центра биомедицинских исследований Гай и Сент-Томаса обнаружили 15 новых областей генома, связанных с развитием акне. Исследование проводилось под руководством профессора Джонатана Баркера. Результаты работы появились сегодня на сайте Королевского Колледжа Лондона. Акне ...
Чем может быть вызвана хроническая усталость?
Отвечает доктор Сергей Агапкин: – Усталость может быть либо физиологической (из-за недостатка сна, переутомления, стрессов, гипоксии и т. д.), либо патологической (вызванной сердечно-сосудистыми, онкологическими заболеваниями, нервными, психическими расстройствами). При физиологической усталости важно нормализовать условия жизни, при патологической – лечить основное заболевание. ...

Добавить комментарий

Войти с помощью: 

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

Яндекс.Метрика