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:

В здравом уме. Как бороться с деменцией
Статья из газеты: АиФ Здоровье №11 11/06/2019 По подсчётам ВОЗ, всего через 6 лет каждый восьмой пожилой житель планеты будет страдать деменцией. А к 2050-му – каждый четвёртый. Как сохранить голову в порядке? Наш эксперт – доцент, старший научный сотрудник лаборатории общей гериатрии и нейрогериатрии Российского геронтологического ...
Микробиота, пробиотики. Что это такое и как они влияют на наше самочувствие
Все материалы сюжета Журнал «АиФ Про Здоровье» № 4 (138), апрель 2019 Стабильный состав микробиоты исключительно важен для здоровья человека. Рассказывает ведущий научный менеджер датской бионаучной компании Дорте Эскесен: – Учёные обнаружили новый орган в теле человека. От него зависит наш внешний вид, здоровье и даже ...
Забота о детях помогает особям мужского пола найти пару
Гориллы мужского пола, которые много времени проводят, заботясь о детях (причем необязательно своих), пользуются большой популярностью у самок. Об этом сообщила группа ученых из Северо-Западного университета (США), изучающих поведение обезьян. Результаты исследования были опубликованы сегодня в журнале Scientific Reports. В ...
У близнецов симптомы аутизма проявляются по-разному
Идентичные близнецы с расстройствами аутистического спектра (ASD) часто испытывают симптомы разной выраженности, даже имея одинаковую ДНК. К такому выводу пришли специалисты из Национального Института Здоровья. Статья была опубликована 27 декабря на сайте организации. РАС - это расстройство развития, которое влияет ...

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