«Предыдущие исследования исследовали изменения в зрительной зоне коры головного мозга мышей во время управления. То, что было неизвестно, было то, как делают управление и видение соединены во-первых?» сказал Кристопэр Нилл, преподаватель биологии в Институте Нейробиологии и ведущего автора на бумаге «Идентификация Схемы Ствола мозга, Регулирующей Визуальное Корковое государство параллельно с Передвижением».«Ага момент», который вдохновил исследование, наступил пять лет назад, когда Niell, поскольку постдокторант в лаборатории Майкла Страйкера в Калифорнийском университете, Сан-Франциско, исследовал визуальное восприятие у мышей.
Он заметил, что управление, казалось, изменялось, как нейроны в мозгу стреляли.«Мы нашли, что управление подняло величину в зрительной зоне коры головного мозга мыши приблизительно вдвое – сигналы были в основном вдвое более сильными, когда мышь бежала», сказал Нилл.Это начальное открытие, демонстрируя связь разума и тела у мыши визуальная система, было издано в Нейроне в 2010.
Развитие этого открытия, команда Нилла стремилась определить нервные схемы, которые могли соединить движение и видение.Исследователи сосредоточились на mesencephalic двигательном регионе (MLR) мозга, который, как показывали, добивался управления и других форм деятельности во многих разновидностях. Они выдвинули гипотезу, что нервные пути, происходящие в MLR, могли выполнить двойную роль – отправка сигнала вниз к спинному мозгу, чтобы начать передвижение и другого до коры, чтобы поднять визуальный ответ.Используя optogenetic методы, команда создала генетически делавшие чувствительным нейроны в области MLR мозга мыши, который мог быть активирован при свете.
Команда тогда сделала запись получающихся увеличенных визуальных ответов в коре. Их результаты продемонстрировали, что MLR может действительно привести и к управлению и к увеличенному живому отклику в коре, и что эти два эффекта могли быть отделены, показав, что они переданы через отдельные пути.Затем, исследователи активировали терминалы аксонов нейронов в основном переднем мозге, регион, который посылает neuromodulatory прогнозы в зрительную зону коры головного мозга. Стимуляция здесь также вызвала изменения в коре, но без посреднического шага управления.
Интересно, основной передний мозг, как известно, использует нейромодулятор acetycholine, который часто связывается с настороженностью и вниманием.Неясно, испытывают ли люди усиленное визуальное восприятие, бегая, но исследование добавляет к растущим доказательствам, что процессы, управляющие активным движением и сенсорной обработкой в мозгу, плотно связаны.
Подобные регионы были предназначены в людях для терапевтической глубокой стимуляции головного мозга, чтобы лечить моторную дисфункцию в пациентах с болезнью Паркинсона. Активация этой схемы могла бы также обеспечить средство увеличить нейропластичность, возможность мозга повторно телеграфировать себя.
Команда Нилла включала Моисея Ли, ученого посещения в UO и студента в программе M.D.-доктора-философии в UC-Сан-Франциско, который служил ведущим автором на бумаге. «В то время как кажется, что перемещение и ощущение – два независимых процесса, большое новое исследование предполагает, что они глубоко соединены», сказал Ли. «Моя надежда состоит в том, что наше исследование может помочь укрепить наше понимание как функции мозга по-другому в ‘аварийных’ государствах».