Сучасне

Нейронауки в Science і Nature. Випуск 37: нові функції мозочка

Мозочок – це той відділ головного мозку, який відповідає за координацію руху. Класичні теорії стверджують, що його функції забезпечуються за рахунок того, що він служить «перевалочним пунктом»: передає інформацію від органів чуття, спинного мозку в вищерозміщені відділи мозку для аналізу, а потім також транслює команди вниз. Дослідження показали, що функцією транслятора мозочок не обмежується – він також сам переробляє інформацію і бере участь у формуванні системи винагороди (механізмі закріплення поведінки, коли виникають позитивні реакції на дії).

Мозочок мишіконтекстколічество клітин в мозочку (60 мільйонів) більше ніж у всіх інших відділах мозку разом узятих. Саме тут знаходяться знамениті клітини Пуркіньє, відповідальні за рівновагу і координацію. Епізодичні дослідження зроблені в останні 10 років вказували, що традиційне уявлення про мозочку як про відділ мозку, відповідальним тільки за передачу інформації, слід розширити.

Наприклад, у 2012 році було показано, що у пацієнтів, які страждають аутизмом, спостерігається значна втрата нейронів мозочка. Але прямі дослідження, що вказують на роль окремих груп нейронів мозочка, були відсутні.Електричну активність нейронів мозочка досить важко вивчати в реальному часі-вони дуже щільно упаковані і займають менше 10% обсягу всього мозку, незважаючи на те, що складають 80% клітин мозку.

Новий метод, двофотонна кальцієва візуалізація, дозволив вирішити цю проблему, і в нинішньому дослідженні вчені зі Стенфордського університету показали, які саме клітини мозочка можуть самостійно впливати на складну поведінку, а не тільки брати участь в обробці інформації про рух тіла.В якості основи експерименту, коли реєструвалася електрична активність нейронів мозочка у мишей, було вибрано натискання передньої лапою миші на важіль в обмін на порцію солодкого розчину. Тут беруть участь два компоненти: з одного боку, проста рухова активність (рух лапки), з іншого боку – більш складне когнітивна функція (отримання “нагороди” – солодкого розчину).

Після того, як мишей привчили до того, що при натисканні буде солодкість, дослідники почали змінювати умови експерименту. Що буде, якщо миша не буде отримувати “нагороду”? На подив вчених, деякі нейрони мозочка активувалися, тільки коли солодкого розчину не виявлялося. Частина нейронів активувалася тільки в очікуванні “нагороди”, а частина під час її отримання.

При цьому завжди зберігалася група нейронів, яка активувалася кожен раз при русі лапки. Таким чином, можна було розділити нейрони мозочка, що беруть участь в регуляції руху, і нейрони, які беруть участь у формуванні поведінки.Найкраще вивчені області, відповідальні за регуляцію системи винагороди в середньому мозку.

Також відомо, що в ній учатсвуют інші області мозку – в смугастому тілі, в орбітофронтальній корі і ядрах шва довгастого мозку. Цікаво буде дізнатися, як нейрони мозочка інтегруються в цю систему регуляції поведінки.Текст: Даша ОвсянниковаМагк J.

Wagner, Tony Hyun Kim, Joan Savall, Mark J. Schnitzer & Liqun Luo. Cerebellar granule cells encode the expectation of reward.

In Nature (2017) doi:10.1038/nature21726.Читайте Instagram Facebook, ВКонтакте і каналі в Telegram, а також слідкуйте за новими картинками дня в Instagram.

Related posts

Leave a Comment