Vysvětlení protichůdných akcí Neuronů

Neurony v mozku vědce po nějakou dobu mátli. Proč se zdá, že když někteří začínají spouštět pohyby v těle, spontánně provádějí opačnou akci, než se očekává?

Stanfordští vědci si myslí, že na to přišli.

Pokud porovnáte chování neuronu s kyvadlem v hodinách, věci začínají dávat smysl, řekl Mark Churchland, Ph.D., postdoktorský výzkumník v elektrotechnice.

"Klasickou myšlenkou je, že neurony jsou kódovány podle jakéhokoli plánu, ve kterém má každý neuron pohyb, který upřednostňuje," řekl.

To znamená, že neuron se stává nejaktivnějším před a během preferovaného pohybu, vysvětluje. Například pokud by člověk chtěl přesunout nohu doprava, všechny neurony by byly aktivní, ale neurony preferující doprava by vykazovaly největší aktivitu.

"Zjistili jsme však, že neuron může být velmi aktivní před, řekněme, pohybem doprava, ale pak se ve skutečnosti vypne těsně před pohybem doprava," řekl Churchland.

"Nebo to může být zcela neaktivní před pohybem doleva, ale pak se stát silně aktivní během pohybu doleva." Pokud se snažíte spojit aktivitu jednoho neuronu s akcí, která se odehrává, vypadá to šíleně. “

Churchland dále vysvětluje analogii kyvadla tím, že říká, že aby se kyvadlo houpalo doprava, musíte jej nejprve vytáhnout doleva. Vzhledem k tomu, že se kyvadlo otáčí doleva a doprava, bude se pohybovat různými směry v různých časech, ale veškerá akce stále funguje na udržení správného času.

"Pokud jste řekli, že neuron skutečně hlasoval pro svůj preferovaný pohyb, řekli byste, že v tuto chvíli hlasuje pro pohyb vlevo a o desetinu sekundy později hlasuje pro pohyb vpravo a desetinu sekundy poté hlasuje pro něco jiného, ​​“řekl Churchland. "To by nedávalo vůbec žádný smysl."

"Zatímco hlasování je něco, co by mělo zůstat pěkné a konzistentní v průběhu času, kyvadlo se může v různých dobách hýbat různými směry." Ale kyvadlo má dynamiku, která je konzistentní v čase, i když poloha kyvadla není, “řekl Churchland.

Churchland a Krishna Shenoy, Ph.D., docent elektrotechniky, byli schopni studovat tyto akce nervového kyvadla u makaků makaků rhesus, jejichž nervová aktivita byla monitorována počítačem.

Během testu hrály opice videohru „swat the fly“, ve které se na obrazovce chvěl čtverec jako bzučivá muška. Když přistálo (přestalo se vrtět), opice na něj plácla.

Tato hra umožňovala vědcům zaznamenávat nervovou aktivitu nejen během létání, ale také v době, kdy se opice připravovaly na pohyb.

Výzkum se nachází v čísle ze dne 4. Listopadu Neuron.

Zdroj: Stanford University