Υψηλά ακριβής καλωδίωση στον εγκεφαλικό φλοιό - kavalarissa.eu

Header Ads

Breaking News
recent

Υψηλά ακριβής καλωδίωση στον εγκεφαλικό φλοιό

Οι επιστήμονες ανακαλύπτουν το βασικό μοτίβο σύνδεσης στον εγκέφαλο



Ο εγκέφαλός μας φιλοξενεί εξαιρετικά περίπλοκα νευρωνικά κυκλώματα, των οποίων οι λεπτομερείς δομές παραμένουν σε μεγάλο βαθμό άγνωστες. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για τον λεγόμενο εγκεφαλικό φλοιό των θηλαστικών, όπου, μεταξύ άλλων, υπολογίζονται η όραση, οι σκέψεις ή ο χωρικός προσανατολισμός. 

Εδώ οι κανόνες με τους οποίους τα νευρικά κύτταρα συνδέονται μεταξύ τους είναι μόνο εν μέρει κατανοητά. Μια ομάδα επιστημόνων γύρω από τον Moritz Helmstaedter στο Ινστιτούτο Μελέτης Ψυχικών Ερευνών του Max Planck στη Φρανκφούρτη επί της Μάχης και την Helene Schmidt στο Κέντρο Bernstein του Πανεπιστημίου Humboldt στο Βερολίνο ανακάλυψε τώρα ένα εκπληκτικά ακριβές μοτίβο σύνδεσης νευρικών κυττάρων στο τμήμα του εγκεφαλικού φλοιού που είναι υπεύθυνη για τον προσανατολισμό του μεμονωμένου ζώου ή ανθρώπου στο διάστημα.


Το πυκνό νευρωνικό δίκτυο του μέσου ενδοστοματικού φλοιού (νευρωνικά καλώδια με γκρι χρώμα) και το εκπληκτικά ακριβές πρότυπο των συνάψεων που βρίσκονται σε αυτό το τμήμα του εγκεφάλου που παρουσιάζεται στο χρώμα.

© MPI f. Έρευνα εγκεφάλου. σχεδιασμός: J. Kuhl (www.somedonkey.com)
____________

Οι ερευνητές αναφέρουν ότι οι συνάψεις σε αυτή την περιοχή του εγκεφάλου ταξινομούνται με ακρίβεια κατά μήκος των ηλεκτρικών καλωδίων των νευρικών κυττάρων. Τα νευρικά κύτταρα δημιουργούν ένα απροσδόκητα ακριβές κίνητρο κυκλώματος, στο οποίο τα πρώτα αποκαλούμενα ανασταλτικά νευρικά κύτταρα έρχονται σε επαφή με πριν στο επόμενο βήμα η πραγματική (διεγερτική) ενεργοποίηση του επόμενου νευρικού κυττάρου μπορεί να εκτελεστεί. Αυτό το μοτίβο νευρικών κυττάρων "τρίο" μπορεί να θεωρηθεί ένα μοτίβο συνδεσιμότητας πυρήνα σε αυτόν τον τύπο του φλοιού. Οι επιστήμονες υποθέτουν ότι ένα τόσο πολύ ακριβές κίνητρο κυκλώματος θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό υποθέσεων σχετικά με το επόμενο βήμα στο διάστημα.


Για μερικά χρόνια, νέα ηλεκτρονικά μικροσκόπια και βελτιωμένες μέθοδοι ανάλυσης δεδομένων επέτρεψαν στους επιστήμονες να χαρτογραφήσουν τα νευρωνικά δίκτυα στον εγκέφαλο με αξιοσημείωτη ακρίβεια. Αυτός ο μάλλον νέος τομέας έρευνας που ονομάζεται "Connectomics" έχει το δικό του τμήμα στο Ινστιτούτο Max Planck για Έρευνα Εγκεφάλου (Frankfurt am Main). Οι επιστήμονες σε αυτό το τμήμα έχουν πλέον χρησιμοποιήσει το ρεπερτόριό τους για τεχνικές μέτρησης και ανάλυσης για να μελετήσουν το τμήμα του εγκεφαλικού φλοιού στο οποίο τα αποκαλούμενα κύτταρα πλέγματος παρέχουν μια πολύ συγκεκριμένη αναπαράσταση του χώρου γύρω από το κάθε ζώο ή τον άνθρωπο. Αυτά τα κύτταρα πλέγματος είναι γνωστό ότι είναι ενεργά όταν το ζώο ή ο άνθρωπος βρίσκεται σε ιδιαίτερα διατεταγμένες σε δίκτυο θέσεις σε ένα δωμάτιο ή σε ένα μεγάλο χώρο. Προηγουμένως, οι επιστήμονες γύρω από τον Michael Brecht του Πανεπιστημίου Humboldt του Βερολίνου, ο οποίος είναι συν-συγγραφέας αυτής της μελέτης,

Οι συνάψεις τοποθετούνται ακριβώς


Ακριβής ταξινόμηση των συνάψεων (μπλε και κόκκινα) μέσα στο πυκνό δίκτυο του μεσαίου ενθρονικού φλοιού.  © MPI f. Έρευνα εγκεφάλου. σχεδιασμός: J. Kuhl (www.somedonkey.com)
_______________


Στην παρούσα μελέτη, οι επιστήμονες εξέτασαν αυτά τα κυκλώματα με μεγαλύτερη λεπτομέρεια και διαπίστωσαν ότι, αντίθετα με την προηγούμενη πεποίθηση, οι συνάψεις, δηλ. Οι επαφές με άλλα νευρικά κύτταρα, είναι εξαιρετικά ακριβείς. Μέσα σε ένα εξαιρετικά πυκνό δίκτυο νευρικών κυττάρων (που μοιάζουν με ένα πυκνό αδιαπέραστο δάσος, βλέπε επισυναπτόμενες εικόνες), τα νευρικά κύτταρα είναι στην πραγματικότητα διατεταγμένα σε κανονικές τριπλέτες, στις οποίες ένα νευρικό κύτταρο ενεργοποιεί πρώτα ένα ανασταλτικό νευρικό κύτταρο. Η μεταφορά του σήματος στο επόμενο διεγερτικό νευρικό κύτταρο μπορεί ωστόσο να παρεμποδιστεί από το βέτο του ανασταλτικού νευρικού κυττάρου.

Αυτό το κύκλωμα πυρήνα, περισσότερο ή λιγότερο λειτουργώντας σαν ένα φλοιώδες τρανζίστορ, θα μπορούσε να διαδώσει πληροφορίες με πολύ επιλεκτικό τρόπο, για παράδειγμα μόνο όταν υπάρχουν διαθέσιμες πρόσθετες πληροφορίες για το περιβάλλον και το περιβάλλον του ζώου ή του ανθρώπου. Τα νευρικά κύτταρα εντός αυτού του τρανζίστορ προφανώς χρησιμοποιούν την πολύ ακριβή τοποθέτηση των θέσεων επαφής κατά μήκος των ηλεκτρικά αγώγιμων καλωδίων νευρικών κυττάρων τους (λεγόμενοι νευράξονες). 


"Ενώ πολλοί θεωρούν τον εγκεφαλικό φλοιό ως έναν τυχαία συναρμολογημένο ιστό νευρικών κυττάρων και έχουν ήδη στραφεί σε προσομοίωση αυτού του τυχαίου δικτύου, ανακαλύπτουμε τώρα ένα εξαιρετικά ακριβές μοτίβο συνδεσιμότητας. Στον εγκεφαλικό φλοιό, αξίζει τον κόπο να κοιτάξουμε πολύ πιο προσεκτικά ", σύμφωνα με τον Helmstaedter.

AV / HR
Από το Blogger.