Ученые: Нейроны зрительной коры головного мозга с течением времени «дрейфуют»

Прочитано: 229 раз(а)
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Оценок пока нет)
Loading ... Loading ...


Новое исследование Вашингтонского университета в Сент-Луисе показывает, что нейроны зрительной коры — части мозга, которая обрабатывает зрительные стимулы — со временем меняют свои реакции на один и тот же стимул.

Хотя другие исследования документально подтвердили «дрейф представлений» нейронов в тех частях мозга, которые связаны с запахом и пространственной памятью, этот результат удивителен, поскольку нейронная активность в первичной зрительной коре считается относительно стабильной.

Исследование, опубликованное 27 августа в журнале Nature Communications , проводил недавно доктор философии Цзи Ся. выпускник лаборатории Ральфа Весселя, профессора физики в области искусств и наук. Ся сейчас работает докторантом Колумбийского университета.

«Мы знаем, что мозг — это гибкая структура, потому что мы ожидаем, что нейронная активность в мозге будет меняться в течение нескольких дней, когда мы учимся или когда мы набираемся опыта — даже во взрослом возрасте», — сказал Ся. «Что несколько неожиданно, так это то, что даже когда нет обучения или не меняется опыт, нейронная активность по-прежнему изменяется в разные дни в разных областях мозга».

Исследователи из группы Весселя исследуют обработку сенсорной информации в мозге. Работая с сотрудниками, они используют новый анализ данных для решения вопросов динамики и вычислений в нейронных цепях зрительной коры головного мозга.


Соавтор исследования Майкл Дж. Гоард из Научно-исследовательского института нейробиологии Калифорнийского университета в Санта-Барбаре показал мышам один короткий видеоролик на петле. (Они использовали отрывок из вступительной части классического черно-белого фильма Орсона Уэллса, который является обязательным для современных исследований зрения на мышах .) Пока мышь смотрела фильм, исследователи одновременно регистрировали активность нескольких сотен нейронов в первичной зрительной коре головного мозга. с использованием двухфотонной кальциевой визуализации.

Ученые повторяли сеансы просмотра еженедельно в течение семи недель, записывая активность одних и тех же нейронов у тех же мышей, когда они смотрели цикл того же 30-секундного видеоклипа.

Затем физики из Вашингтонского университета проанализировали данные, полученные от мышей, смотревших кино, используя новые вычислительные подходы для анализа изменений активности нейронной популяции с течением времени.

Исследователи обнаружили, что реакция отдельных нейронов на естественные фильмы нестабильна в течение нескольких недель. Другими словами, отдельные нейроны не реагировали одинаково на визуальные стимулы — то, что происходило на экране в один и тот же момент фильма, — когда мышь смотрела фильм одну неделю по сравнению с другой неделей. По словам Ся, этот результат исследования согласуется с исследованием, опубликованным их сотрудниками в том же номере журнала.

Однако в этом конкретном исследовании физики Вашингтонского университета смогли разработать способ декодирования реакции на зрительные стимулы в течение нескольких недель, если они учли в популяционной активности все нейроны, отслеживаемые для данной мыши, — они просто не могли этого сделать. он использует только отдельные нейроны.

Хотя Ся составил последовательное представление видеоролика, используя популяционную активность, ученые до сих пор не знают, является ли это представление первичной зрительной коры тем, что на самом деле считывают нижележащие области мозга.

За последние 10 лет нейробиологи все чаще документировали аналогичные примеры этого «репрезентативного дрейфа» нейронной активности в различных областях мозга — первые исследования сообщали о дрейфе активности нейронов в гиппокампе и задней теменной коре.

Но даже несмотря на то, что эти исследования уже опубликованы, многие ученые не готовы рассматривать возможность дрейфа в других областях мозга , сказал Ся.

«Люди до сих пор не ожидают, что такой дрейф исходит от первичной зрительной коры », — сказала она. «Общее мнение состоит в том, что эти первичные сенсорные коры должны быть очень надежными, потому что от них ожидается, что они будут достоверно кодировать информацию от сенсорных стимулов».

Ученые: Нейроны зрительной коры головного мозга с течением времени "дрейфуют"



Новости партнеров

Загрузка...