В новом исследовании у мышей исследователи в Медицинском центре Нью-Йоркского университета Langone нашли, что нервные клетки, посвященные слушанию также, полагаются на окружающий контекст, чтобы правильно интерпретировать и реагировать на знакомые звуки.«Что ‘слышит’ мозг, зависит от того, что ‘замечено’ в дополнение к определенным звукам, поскольку мозг вычисляет, как ответить», говорит исследование главный следователь и нейробиолог Роберт Фроемк, доктор философии, доцент в Нью-Йоркском университете Langone и его Институте Skirball Биомолекулярной Медицины.
Фроемк говорит, что последние результаты его команды показывают, что, в то время как млекопитающие признают звуки в слуховой коре их мозгов, сигнальные уровни нервных клеток в этом отделе головного мозга одновременно усиливаются или ослабляются в ответ на окружающий контекст.«Наше исследование показывает, как тот же самый звук может означать разные вещи в мозгу в зависимости от ситуации», говорит Фроемк. «Мы знаем, например, что люди учатся отвечать без тревоги на гудок сигнала автомобиля, если услышано безопасность своих домов, но поражены, чтобы услышать тот же самый гудок, пересекая оживленную улицу».Если дальнейшие эксперименты находят подобную деятельность в человеческих мозгах, исследователи говорят, что их работа может привести к точным объяснениям определенных для ситуации поведений, таким как беспокойство, навлеченное во время математических экзаменов; внезапное посттравматическое напряжение среди боевых ветеранов, слышащих, что автомобиль имеет неприятные последствия; и способность людей с деменцией, чтобы лучше помнить определенные события, когда они слышат знакомый голос или видят лицо друга.
Чтобы нанести на карту, как тот же самый смысл может быть воспринят по-другому в мозгу, команда Нью-Йоркского университета Langone, во главе с постдокторантом Кишором Качибхотлой, доктором философии, контролировала деятельность схемы нерва у мышей, когда животные, ожидаемые, и, не ожидали, чтобы получить водное вознаграждение через подобную соломе трубу (что они видят) после звона знакомой музыкальной ноты.Когда мыши были подвергнуты определенным звуковым ориентирам, исследователи наблюдали образцы на основе основного различия в природе нервных клеток. Каждая нервная клетка «решает», едет ли сообщение вперед в пути нерва. Нервные клетки, которые выделяют химикаты, которые говорят следующей клетке в линии усиливать сообщение, возбудительные; те, которые останавливают сообщения, запрещающие.
Комбинации этих двух ударяют противовес, очень важный для функции нервной системы с запрещающими клетками, ваяющими «шум» от возбудительных клеток в меры позади мысли и памяти.Кроме того, обработка поступающей сенсорной информации достигнута частично, регулируя сигнальные уровни через каждый тип нервной клетки. Теории считают, что мозг может придать больше значения данному сигналу, поднявшись или вниз возбудительным сигналам, или делая то же самое с запрещающими нервными клетками.
В текущем исследовании исследователи нашли к их удивлению, что большинство нервных клеток в слуховых нейронах коры, которые стимулируют мозговую (возбудительную) деятельность, сигнализировало, меньше (имел «более слабую» деятельность), когда мыши ожидали и получили вознаграждение. Между тем, и наоборот, второй набор остающихся «возбудительных» нейронов видел большую сигнальную деятельность, когда мыши ожидали вознаграждение на основе воздействия двух сенсорных сигналов и получили тот.Дальнейшие тесты показали, что активация определенных запрещающих нейронов – parvalbumin, соматостатин и vasointestinal пептид – была ответственна за эти изменения и в свою очередь управлялась химическим посыльным, или нейромедиатором, ацетилхолином.
Химически закрывающаяся деятельность ацетилхолина включила половину мышей количества раз, успешно следил за их водным вознаграждением, когда вызвано рингтоном. Некоторые исследования в людях связали истощение ацетилхолина с более высокими показателями болезни Альцгеймера.
Froemke, который является также ученым способности в Говарде Хьюзе Медицинский Институт, заявляет, что команда затем планирует оценить, как гормональный норадреналин и допамин затрагивают слуховые нейроны коры под различными ситуациями.«Если мы можем разобраться во многих взаимодействиях между этими химикатами и мозговой деятельностью на основе сенсорного восприятия и контекста, тогда мы можем возможно быть нацелены на определенные возбудительные и запрещающие неврологические пути, чтобы восстановить равновесие и влиять на поведения», говорит Фроемк.