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:

Вещество из снежноягодника поможет бороться с опухолями глаза
Группа немецких ученых из Боннского университета и Университета Магдебурга в сотрудничестве с американскими коллегами установила, что активное вещество из снежноягодника может помочь бороться с опухолями глаза. Работа велась под руководством Э. Костенис. О своей работе специалисты рассказали сегодня на сайте Боннского ...
Два фермента по-разному влияют на сердечную недостаточность
Согласно данным недавнего исследования, опубликованного в «Трудах Национальной академии наук США», два взаимосвязанных фермента имеют противоположные функции в клетках сердечной мышцы, подверженных перегрузке давлением. Этот вывод помогает лучше понять легочную гипертензию, которая возникает в результате сердечной недостаточности. Результаты исследования были опубликованы ...
Почему женщины чаще мужчин болеют системной красной волчанкой?
Системная красная волчанка является болезнью соединительной ткани и считается одним из наиболее тяжелых заболеваний этой группы. При ней иммунная система человека воспринимает собственные клетки организма как чужеродные и начинает с ними бороться. Согласно международной статистике, среди больных красной волчанкой девять из десяти ...
Химические вещества в бытовых предметах вредят репродуктивной функции
Химические вещества в бытовых предметах вредят репродуктивной функции. Специалисты Ноттингемского университета сообщили, что химические вещества, часто применяющиеся в быту, отрицательно сказываются на репродуктивной функции людей и животных мужского пола. Руководителем проекта выступил Р. Лиа. Результаты исследования были опубликованы сегодня в журнале Scientific Reports. В последние несколько десятилетий активно ...

Добавить комментарий

Войти с помощью: 

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

ЭТО МОЖЕТ БЫТЬ ИНТЕРЕСНО

Яндекс.Метрика