(Medical Xpress) – Когда животное рождается, его ранний опыт помогает выявить все еще формирующиеся связи в его мозгу. Когда нейроны в сенсорных областях мозга срабатывают в ответ на образы, запахи и звуки, начинают формироваться синапсы, закладывая нейронную основу для активности в более позднем возрасте. Однако не все части мозга получают входные данные напрямую из внешнего мира, и исследователи задались вопросом, как эти области выстраивают свои проводки на ранней стадии развития.
Новое исследование, проведенное исследователем из Медицинского института Говарда Хьюза Бернардо Сабатини и его коллегами по базальным ганглиям, области мозга, которая контролирует двигательное планирование, показывает, что развитие здесь следует другой стратегии. Новые результаты предполагают, что проводка базальных ганглиев на раннем этапе развития определяется не только опытом, но и самоусиливающейся петлей нейрональной передачи сигналов. По мере того, как петля укрепляется, образуется больше синапсов.
«Мы обнаружили, что подавление звука этих нейронов на самом деле не меняет их выходные паттерны». конечно их заставляют замолчать, но они все равно находят свои цели и выживают ?? но вместо этого резко влияет на их входы, ?? сказал Бернардо Л. Сабатини.
Базальные ганглии помогают животному выбирать свои действия на основе сенсорного и социального контекста, а также прошлого опыта. Новые подсказки о том, как подключаются базальные ганглии вскоре после рождения, описанные в выпуске журнала Nature от 13 мая 2012 г., могут помочь ученым понять, что происходит, когда область выходит из строя, например, при болезни Паркинсона, когда происходит деградация нейронов. в базальных ганглиях мешает больным ?? способность инициировать соответствующие движения или наркомания, когда чрезмерная стимуляция базальных ганглиев вызывает несоответствующие действия. Сабатини говорит, что результаты его команды также предполагают, что этот процесс может быть легко нарушен во время развития и может способствовать развитию таких заболеваний у человека, как церебральный паралич и синдром дефицита внимания с гиперактивностью.
Хотя базальные ганглии не получают прямых сообщений из внешнего мира, эта область мозга никоим образом не изолирована анатомически: она получает сигналы со всей коры, и ее продукция в конечном итоге возвращается в кору. Сабатини, который работает в Гарвардской медицинской школе, объясняет, что для выбора двигательного действия мозг, скорее всего, подает сигнал по всей этой петле. ?? Вопрос в том, как вы составляете схемы для этих шаблонов????
Базальные ганглии сложны и содержат множество кластеров клеток, некоторые из которых посылают возбуждающие сигналы, а другие – тормозящие. Группа Сабатини сосредоточила свое внимание на основной входной станции базальных ганглиев, полосатом теле. Полосатое тело использует информацию, которую он получает, чтобы помочь направить движение двумя способами: ?? прямым? проводящий путь стимулирует двигательные действия и является косвенным. путь тормозит их. Чтобы узнать, как активность полосатого тела влияет на развитие цепи, команда Сабатини изучила мутантных мышей, у которых были отключены непрямые или прямые пути (потому что они не могли высвобождать ингибирующий химический посредник, ГАМК).
Группа ожидала, что подавление этих нейронов не позволит им формировать связи с нейронами, которые должны были получать их сигналы. К их удивлению, нейроны с молчанием выжили и нормально подключились к своим целям. Неожиданно, однако, подавление прямого пути в полосатом теле, по-видимому, предотвратило образование соединений, отправляющих вход в полосатое тело. Отключение косвенного пути увеличило количество входов. «Мы вошли в это исследование, думая совершенно иначе,» говорит Сабатини. «Мы обнаружили, что подавление звука этих нейронов на самом деле не меняет их выходные паттерны». конечно их заставляют замолчать, но они все равно находят свои цели и выживают ?? но вместо этого резко влияет на их вклад.??
Чтобы увидеть, помогают ли отдельные клетки установить цепь базальных ганглиев, группа Сабатини отключила у мышей несколько избранных нейронов полосатого тела, а не целые пути. Они обнаружили, что подавление этих нейронов не влияет на возбуждающие связи с этой областью, предполагая, что паттерны активности на уровне цепей устанавливают проводку базальных ганглиев, а не отдельные гены или молекулы внутри клеток. «Трудно поверить, что существуют молекулярные подсказки, которые определяют эти структуры, потому что это было бы слишком сложно», Сабатини говорит.
Когда группа снизила активность нейронов, которые проецируются из коры головного мозга в полосатое тело во время развития, затем исследовала мозг, когда мышь достигла ранней взрослой жизни (25 дней после рождения), они увидели меньше нейронных связей в полосатом теле по сравнению с мышами. которые развивались нормально, предполагая, что ранние нарушения в развитии могут иметь длительные последствия. «Эти эксперименты сказали нам, что это постоянная активность корковых нейронов, которая управляет этим процессом в полосатом теле», Сабатини говорит. Аксоны ?? тонкие отростки нейрона, несущие электрические импульсы ?? «Стимулируют клетки полосатого тела, высвобождая возбуждающий нейротрансмиттер глутамат, заставляя их создавать больше синапсов и стабилизировать их», – добавляет он.
Сабатини считает, что базальные ганглии проверяют случайные паттерны связей после рождения животного и подкрепляют правильные. Такой тип пластичности базальных ганглиев, вероятно, сохраняется и во взрослой жизни, потому что животные постоянно учатся выполнять новые действия. Используя генно-инженерных мышей, которые позволяют исследователям точно контролировать, какие нейроны инактивировать и когда, группа Сабатини сейчас изучает, как возмущения влияют на проводку в более позднем возрасте.
Сабатини ожидает, что эти результаты приблизят нас к пониманию болезней человека. ?? Может быть, мы покажем, что есть надежда на терапию? он добавляет. ?? Если это пластик, может быть, мы сможем восстановить.??