В течение многих лет ученые задавались вопросом, почему определенные клетки в мозге, которые контролируют движение огня, когда люди просто план или представьте, что движение, или наблюдать за кем-то еще делая движение, но на самом деле не двигаются сами.
Сейчас в Университете Чикаго ученые, работающие над этой загадкой обнаружили, что сигналы в законе О моторной коре, как череда когтей, когда дело доходит до переезда, и что эти сигналы могут быть нарушены, чтобы замедлить возбуждение мозга передвижения.
Выводы, опубликованные в журнале нейрон, потенциально может привести однажды к лечению для людей с болезнью Паркинсона, движение расстройства.
«Эта работа обеспечивает первое доказательство того, что крупномасштабные пространственно организованных структур мозга поведенчески актуальным», — сказал нейробиолог ничо Hatsopoulos, к. м. н., профессор кафедры органической биологии и анатомии и старший автор исследования.
Давно известно, что когда человек думает о планах движения, возбужденные нейроны в моторной коре и создать сигнал, называемый бета-колебаний. Hatsopoulos сравнивает функция этого сигнала на сцепление в автомобиле с механической коробкой передач: Если вы нажимаете на педаль сцепления, затем нажать на газ, двигатель будет REV-но это не потому что машина не на передаче. Аналогично, если вы просто представьте, что двигаете рукой или наблюдать за кем-то еще двигать их рукой, этот сигнал в двигательной зоне коры головного мозга сохраняется или даже усиливается-но не двигать рукой. Это только тогда, когда вы будете готовы, чтобы фактически двигаться, что бета-колебаний прекращается-по сути, муфта входит в зацепление двигателя к трансмиссии автомобиля, и ваша рука движется.
Hatsopoulos и его команда обнаружили, что этот ‘муфты’ сигнала в моторной коре лучше понимать как не одна, а несколько кладок, которые участвуют в организованной пространственной структуры, которая может начаться в любой конец моторной коры и завершить на другом. Каждый раз инициировал движение, эта организованная волна клатчи — в действительности, группы нейронная — зацепление.
«При этом сцепления-как механизма, как было ранее замечено на одном сайтов в моторную кору головного мозга, мы обнаружили, что начало движения связано с распространяющейся волной когтей по поверхности коры», — сказал Hatsopoulos. «Кроме того, мы предоставили первые причинно-следственной доказательств того, что эта волна является необходимым условием для начала движения».
Исследователи изучили три обезьяны макаки резус, которые были награждены сока каждый раз, когда они выиграли игру. Игра требует обезьян, чтобы использовать джойстик для перемещения курсора по экрану к цели. Электроды, имплантированные в руку/руки моторной коры обезьян фиксировала активность нейронов движения рукой, участвующих в манипулировании джойстиком.
Электрически microstimulating нескольких сайтах в руки зона двигательной коры, чтобы создать волны стимуляции, исследователям удалось сорвать время реакции обезьян при определенных условиях. Когда они применены стимуляции таким образом, что последовала естественная волна из лап выпускать, посвящение обезьяны передвижения остается неизменной. Но когда они стимулировали клетки в противоположном направлении волны, время реакции замедляется.
«Это исследование впервые приводится характеристика этого сцепления-как механизма на испытание экспериментальной основе», — сказал Картикеян Баласубраманьян, кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник кафедры органической биологии и анатомии, который возглавлял исследование. «Более того, наши результаты стимуляции предположить, что мы имеем причинно-следственную связь нарушения волнообразного нейронной динамики, когда мы стимулируем против естественной волны, которая связана с начала движения».
Подход стимуляции, возможно, в один прекрасный день помочь людям с заболеваниями, как болезнь Паркинсона, помогая им начать движение через пространственно-временно организовал, электрической стимуляции электродов в моторной коры. Важно, что этот новый подход стимуляция может быть полезной для понимания крупномасштабных нейронных связей в головном мозге.
Команда сейчас изучает, является ли похожие модели сигналов возникают в моторной коре при движении языка, и Ли начала движения языка также можно манипулировать с помощью микро-стимуляция.