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:

Электронный алгоритм подберет правильное лечение
Международная группа ученых разработала алгоритм анализа сопоставимости генома и назначаемых препаратов. Разработкой занимались генетики из Нидерландов, Великобритании, Дании и других европейских стран. Статься с описанием их разработки была опубликована сегодня на сайте Европейской Комиссии. Фармакогеномика изучает генетическую изменчивость человека и ...
Успех трансплантации почки зависит от генетических характеристик
Соответствие генетических характеристик играет большую роль в долгосрочности функционирования донорской почки после трансплантации. Об этом сообщила исследовательская группа во главе с Райнером Обербауэром из Медицинского Университета Вены. Результаты исследования были опубликованы сегодня на официальном сайте учебного заведения. Основным комплексом гистосовместимости ...
Чем вредна яичница на завтрак? Рекомендации врачей.
Чем вредна яичница. Отвечает врач-гастроэнтеролог, кандидат медицинских наук Константин Спахов: – Только что в США опубликовали исследование, в котором установили, что каждая дополнительная половина яйца в день увеличивала сердечно-сосудистую заболеваемость на 6%, а общую смертность – на 8%. Объясняют это холестерином. В одном яйце его ...
Как приготовить разогревающий компресс из редьки?
На майские праздники была на даче. Вроде бы на улице довольно тепло, да и работа на огороде греет, в общем, все праздники ходила в лёгкой одежде. Даже вечером особенно не куталась – у мангала с шашлыками даже жарковато казалось. ...

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