Hogyan irányítja a figyelem idegsejtcsoportokat az agy szimfóniájának gazdagítására

Csönd a koncertteremben. A karmester felemeli a stafétabotot, és elkezdődnek a húrok. Játsszák Mozart "Egy kis éjszakai zene" első négy ütemét. Mind együtt játszanak egyetlen dallamot, amely valószínűleg az egyik legismertebb a zenei világban. Ezután a hangok megoszlanak. Különböző vonós hangszerek külön dallamokat játszanak, és a "Kis éjszakai zene" így összetett műalkotássá válik. A német prímaközpont (DPZ) - a göttingeni Leibniz Prímáskutató Intézet és az iráni Teheráni Alapvető Tudományok Kutatóintézetének tudósai egy rhesusmajmokkal végzett vizsgálatban nemrégiben felfedezték, hogy az idegsejtek vállalják a zenészek szerepét a vizuális érzékelésben agyunk. Általában sok sejt együtt aktív (szinkron), amikor a környezetünkből származó egyszerű ingereket feldolgozza. A kutatók be tudták mutatni, hogy a vizuális figyelem szinkronizálja ezen idegsejtek aktivitását, és ezáltal bonyolultabb információfeldolgozást tesz lehetővé. Az egészséges állapotban a figyelem idegi mechanizmusainak ilyen megismerése bizonyítékot szolgáltathat az idegsejtek hátterében álló mechanizmusokra, például figyelemhiányos hiperaktivitási rendellenességre (ADHD) vagy autizmusra (BMC Biology).

irányítja

Moein Esghaei, Mohammad Reza Daliri és Stefan Treue idegtudósok megmérték az egyes idegsejtek aktivitását a rhesusmajmok vizuális kérgében. Nagyon vékony mikroelektródák alkalmazásával ez a fájdalommentes technika lehetővé teszi számos idegsejt aktivitásának tanulmányozását, miközben az állatok aktívan végeznek észlelési feladatot. Ezen idegsejt-populációk aktivitása folyamatosan ingadozó jelekként mérhető széles frekvenciaspektrumban az extracelluláris terekben. Ezt helyi terepi potenciálnak nevezzük. Az egyes sejtek által generált impulzusok (akciós potenciálok) ezekhez a mezőpotenciálokhoz kapcsolódnak.

Újszerű jelfeldolgozási technikák segítségével a tudósok felfedezték, hogy az ingadozó populációs aktivitás pillanatnyi állapota kritikus szerepet játszik annak meghatározásában, hogy az egyes idegsejtek mennyire függetlenek a szomszédaitól. Megállapították, hogy a figyelem függetlenebbé teszi az idegsejtek aktivitását az ingadozásoktól. "A figyelem elválasztja az idegsejteket egymástól, lehetővé téve, hogy az egyes idegsejtek függetlenebbek legyenek és ezáltal gazdagítsák az inger reprezentációt, ahogy a különböző részek és dallamok lejátszása lehetővé teszi a zenekar számára, hogy összetettebb zenét játsszon" - magyarázza Stefan Treue, az egyetem kognitív idegtudományának professzora Göttingen és a német prímási központ kognitív idegtudományi laboratóriumának vezetője.

Annak részletes ismerete, hogy a rhesusmajmok agya hogyan teszi lehetővé a figyelmet és más összetett kognitív funkciók lehetővé teszik következtetések levonását az emberi agyban zajló folyamatokról. Az idegsejtek szinkronizált aktivitása kritikus szerepet játszik az emberek és más főemlősök észlelésében. Annak megértése, hogy pontosan hogyan irányítják ezt a szinkronitást, nemcsak segít jobban megérteni a tudatos észlelés mögöttes idegi összefüggéseit, hanem lehetővé teheti számunkra, hogy jobban megértsük a figyelem kontrollját és észlelését magában foglaló rendellenességeket, például ADHD-t, autizmust és skizofréniát magukban foglaló rendellenességeket.

"Eredményeink új megértést nyitnak arról, hogyan szabályozzák az információfeldolgozást a főemlős agy helyi idegi áramköreiben" - mondta Moein Esghaei, a tanulmány első szerzője. "A jövőbeni tanulmányokban azt fogjuk megvizsgálni, hogy az egyes idegsejtek irányításához milyen idegi ingadozások keletkeznek."