Фото нейроны: Яндекс Карты — подробная карта мира |

Содержание

Как в мозге появляются нейроны памяти

На нейронах двигательного центра мышей впервые удалось увидеть, как информация сохранятся в определённых клетках мозга.

Мы привыкли говорить, что память хранится в нейронных цепях, то есть в нейронах, соединённых друг с другом и способных проводить сигнал по одному и тому же маршруту. Но тут в действительности остаётся много вопросов. Например, как получается, что именно эти нейроны оказываются хранителями именно этой информации? И если мы говорим о нейронных цепях, то надо ли понимать это так, что из разных готовых цепей выбирается та, которая лучше всего подходит в данном случае? Или цепь формируется «под заказ»: между нейронами появляются новые контакты, которые и дают начало новой цепи?

Мышиный нейрон из полосатого тела. (Фото: NIH Image Gallery / Flickr.com)

Открыть в полном размере

‹

›

В статье в Neuron сотрудники Стэнфордского университета описывают, как в двигательной коре появляются клетки памяти — то есть такие нейроны, которые поддерживают память об определённых движениях. Двигательную память выбрали не зря: мы знаем, что даже если годами не садиться на велосипед, стоит только оказаться в седле, сразу вспомнится, как крутить педали. А вот если мы забыли, как звали наших одноклассников в третьем-четвёртом классе, то это уже, видимо, навсегда — по крайней мере, вспомнить имя из такой временной дали будет очень непросто. То есть двигательная память очень стойкая и яркая, и, вероятно, увидеть, как она формируется, будет проще, чем увидеть появление какой-то памяти — особенно, если эксперименты мы собираемся ставить на мышах.

Подопытные мыши должны были совершить определённые действия, чтобы достать корм. В двигательной коре мозга одновременно активировалось множество клеток, но лишь некоторые из них становились клетками памяти — именно они включались позже, когда мышам нужно было повторить, то есть вспомнить, нужные движения. Эти клетки соответствовали тем движениям, которые заканчивались успехом — когда мышь добиралась до корма. Иными словами, во время обучения среди нейронов, управляющих координацией мышц, происходил отбор: некоторые срабатывали без успеха, а вот некоторые должны были запомнить, что их сигналы оказались правильными.

Одновременно на будущих клетках памяти — на тех, чьи сигналы соответствовали достигнутой цели — появлялось много мест для новых синапсов, то есть они были готовы с кем-то завязать контакт. Этими кем-то оказывались нейроны полосатого тела, или стриатума, — подкорковой зоны, которая пропускает через себя львиную долю двигательных сигналов (а также служит одним из центров системы подкрепления, или системы вознаграждения). Между нейронами двигательной коры и нейронами полосатого тела появлялись целые кластеры синапсов. Так удалось впервые увидеть формирование памяти, как это выглядит на уровне отдельных нейронов: нужные нейроны из двигательного центра отбирались в ходе обучения и укрепляли связь с нейронами, которые поддерживают двигательный сигнал на его пути к мышцам. Контакты между теми и другими были и раньше, но при обучении, то есть при формировании памяти, таких контактов становилось больше.

При этом исследователи отмечают, что на уровне нейронов память, по-видимому, оказывается избыточной. Мозг отбирает целую пачку клеток двигательного центра, которые хранят память о правильных движениях в определённой ситуации. Впрочем, эту гипотезу надо проверить экспериментально, например, подавляя те или иные клетки памяти с тем, чтобы посмотреть, смогут ли их коллеги выполнить всю нужную работу.

Новые данные также показывают, что память, по крайней мере, в некоторых случаях, оказывается распределённой между разными зонами мозга — для того, чтобы запомнить правильное движение, нужны не только нейроны двигательного центра коры, но и нейроны подкоркового стриатума. В то же время вряд ли этому стоит удивляться: память сейчас всё чаще находят в таких местах мозга, про которые раньше вообще не думали; так, совсем недавно мы рассказывали об одном исследовании, авторы которого пришли к выводу, что память не сосредоточена в одной-двух зонах, а размазана по всему мозгу.

Ученые нашли в мозге «нейроны еды»

07. 09.2022 в 19:25

Наука

5122

Когда мы смотрим на пирожное, арбуз или жареную курочку, в нашем мозге, в височной его коре, активизируется определенная группа нейронов. Ее точное местоположение определили ученые Массачусетского технологического института (США).

Фото: freepik.com.

Как сообщает журнал Current Biology, за 30 лет разные группы исследователей нашли в мозге группы нейронов, которые «включаются», когда человек узнает знакомое лицо, тело, слово или место. Теперь найдены клетки мозга, которые «узнают» еду. Исследователи пришли к этому, обработав реакции мозга восьми человек на 10 тысяч с лишним изображений. Мозг испытуемых изучали при помощи функциональной МРТ, обращая внимание на работу так называемого вентрального зрительного пути, который соединяет нейроны зрительной зоны с височной долей мозга, отвечающей за распознавание объектов.

Благодаря усовершенствованной аппаратуре, которая теперь позволяет получать снимки с более высоким пространственным разрешением, ученым удалось увидеть то, что раньше было от них скрыто. Они разработали алгоритм, позволяющий различать реакции отдельных нейронных популяций в каждом вокселе (участке мозговой ткани, соответствующем кубу размером 1х1х1 мм). И это несмотря на то, что в каждом таком вокселе ученые видят сотни тысяч различных нейронов! Сначала исследователи подтвердили, что данным методом можно идентифицировать четыре известных группы нейронов. Потом обнаружилась и пятая группа, которая активизировалась, когда человеку показывали картинки еды.

В ходе исследования выяснилось, что у некоторых участников эксперимента «съестная» группа нейронов обладает высокой избирательностью в отношении картинок, на которых изображены именно приготовленные блюда, а не сырые продукты, из которых они приготовлены.

Авторы работы отмечают, что следующим шагом в их работе станет изучение подобных реакций мозга в раннем детстве. Так же интересно будет понять, есть ли подобная система распознавания видов пищи у животных.

Комментарий заместителя директора по научной работе Института биофизики клетки РАН Ирины МАСУЛИС:

— Данная статья – пример того, как на основе Больших данных, аккумулированных в интернет-базах, генерируются новые знания. Я бы не назвала это собственно «прорывом» в когнитивной науке, как многие это интерпретируют. Обсуждаемое исследование прежде всего основано на созданной в США беспрецедентной по объему информации базы данных результатов фМРТ-сканирования мозга в различных состояниях и при предъявлении стимулов различного характера. Заслуга автора работы Nancy Kanwisher и ее соавторов состоит в разработке математических алгоритмов анализа сигналов МРТ. Они «исхитрились», используя уже заложенные в базу данные группы пациентов, за счет математических приемов получить самую детальную на сегодняшний день картину распределения активности объемных зон коры. Математически это выглядит в виде огромных матриц распределения сигналов по интенсивности, где каждому сигналу приведена в соответствии своя «ячейка» в коре мозга.

Авторы:

Наталья Веденеева

США

Что еще почитать

Что почитать:Ещё материалы

В регионах

Взрыв на военном аэродроме в Рязани 5 декабря 2022 года: что известно
Фото
41673
Рязань
Анастасия Батищева
Для чего на самом деле нужна колючая сторона на терке: ответит 1 из 10
11032
Калмыкия
Лобовое стекло запотевает изнутри зимой? Протрите поверхность этим средством, и проблема будет решена
8066
Калмыкия
Строительство нового моста через Волгу в Саратове начнется в 2023 году
7798
Саратов
В Новосибирске планируют построить две станции метро по Ленинской линии до 2030 года
5602
Новосибирск
Елена Балуева
В Ярославской области от простуды скончалась восьмиклассница
4006
Ярославль

В регионах:Ещё материалы

изображений нейронов | Скачать бесплатные картинки на Unsplash

Neurons Pictures | Download Free Images on Unsplash

A framed photoPhotos 45
A stack of photosCollections 8
A group of peopleUsers 1

person

human brain

brain disease

human physiology

human anatomy

human body

человеческий

анатомический

медицинский

старческое слабоумие

болезнь Альцгеймера

skinadultserbia

Hd blue wallpapersTexture backgroundsminneapolis

human skinphotographyhuman tissue

senile dementiaweedmaps museum of weednorth cahuenga boulevard

dementiamankindalzheimer’s disease

brain diseasehuman anatomynerve

x-rayimagingwellbeing

anatomicalberlingermany

engineeringbiotechnologybiological

alzheimer’shuman physiologyEye images

–––– –––– –––– – –––– – –––– –– – –– –––– – – –– ––– –– –––– – –.

scienceenergygood energy

Hd 3d wallpapersbrainma

human brainplasmaball

Hd grey wallpapershistoryneuro imaging

new delhiwellnessHd pattern wallpapers

datingSports imagesloss

human bodynervous systemskeleton

medicalHealth imagesmodel

3201 1st avecolumbususa

Related collections

INFO NEURONS

9 фото · Куратор Александра Шмехович

neurons

5 photos · Curated by lynn Geddes

Neurons

4 photos · Curated by Paola Sanchez

adults onlyrecoveryflexibility

skinadultserbia

senile dementiaweedmaps museum of weednorth cahuenga boulevard

new delhiwellnessHd pattern wallpapers

human bodynervous systemskeleton

медицинаИзображения здоровьямодель

только для взрослыхвосстановлениегибкость

наукаэнергияхорошая энергия

человеческий мозгплазменный шар

Серые обои HD историянейровизуализация

рентгеновская визуализацияблагополучие

инженериябиотехнологиябиология

болезнь Альцгеймерафизиология человекаГлаз изображения

–––– –––– –––– ––––– –––– –– – –– –––– – – –– ––– –– –––– – –.

Hd 3d обоимозг

Hd синие обоиТекстура фоныминнеаполис

кожа человекафотографиячеловеческая ткань

деменциячеловеческая болезнь Дальцгеймера

Съемка изображений возбужденных нейронов

Наши тела работают на электричестве. Нейроны постоянно посылают быстрые электрические сигналы через мозг и конечности, позволяя нам думать, двигаться и жить. Теперь ученые создали камеру, которая достаточно быстра, чтобы фиксировать изображения этих электрических сигналов; камера может делать до 3000 изображений мозга мыши каждую секунду и впервые зафиксировала электрические импульсы, проходящие через нейроны. Результаты были опубликованы в журнале Nature Methods, и в следующем видео можно увидеть возбуждение нейрона.

«Это действительно захватывающе, потому что теперь мы можем делать то, что люди действительно не могли делать раньше», — сказал ведущий исследователь На Джи, адъюнкт-профессор физики Калифорнийского университета в Беркли. биология.

Техника визуализации объединила лазерное сканирование с двухфотонной флуоресцентной микроскопией для захвата клеток двумерного среза неокортекса мыши в действии. Теперь ученые могут изучать нормальные электрические сигналы, проходящие через мозг, и понимать, что не так с этими импульсами при заболеваниях. Исследователи смогут отслеживать сигналы, которые клетка мозга получает от другой клетки мозга, независимо от того, вызывают ли они срабатывание принимающего нейрона или нет; так называемые подпороговые входы могут возбуждать или подавлять нейрон, а в совокупности могут стимулировать или не стимулировать нейрон к возбуждению другого нейрона.

С помощью современных инструментов ученые должны прикреплять электроды к ткани и записывать электрические сигналы, когда они проходят через нейроны. Этот метод может найти точный нейрон, который возбуждается, и следовать его сигналу.

«При болезнях происходит много вещей, даже до того, как вы сможете увидеть возбуждение нейронов, как и все подпороговые события», — сказал Джи, член Института неврологии Хелен Уиллс Калифорнийского университета в Беркли. «Мы никогда не смотрели на то, как болезнь изменится при подпороговом входе. Теперь у нас есть способ справиться с этим».

Джи и его коллеги также сообщили о новом методе визуализации передачи сигналов кальция почти во всем полушарии мозга мыши.

«Впервые кто-либо показал в трех измерениях нейронную активность такого большого объема мозга одновременно, что далеко за пределами того, что могут сделать электроды», — сказал Цзи. «Кроме того, наш подход к визуализации дает нам возможность различать синапсы каждого нейрона».

Джи хочет узнать больше о том, как взаимодействуют нейроны. Нервные клетки встречаются и общаются друг с другом в синапсах, и изучение этих точек важно, если мы хотим понять болезни мозга.

«При заболеваниях головного мозга, включая нейродегенеративные заболевания, заболевают не один нейрон или несколько нейронов», — сказал Цзи.

Как в мозге появляются нейроны памяти

Ученые нашли в мозге «нейроны еды»

Что еще почитать

В регионах

Взрыв на военном аэродроме в Рязани 5 декабря 2022 года: что известно

Для чего на самом деле нужна колючая сторона на терке: ответит 1 из 10

Лобовое стекло запотевает изнутри зимой? Протрите поверхность этим средством, и проблема будет решена

Строительство нового моста через Волгу в Саратове начнется в 2023 году

В Новосибирске планируют построить две станции метро по Ленинской линии до 2030 года

В Ярославской области от простуды скончалась восьмиклассница

изображений нейронов | Скачать бесплатные картинки на Unsplash

Related collections

INFO NEURONS

neurons

Neurons

Похожие коллекции0075 INFO NEURONS

neurons

Neurons

Съемка изображений возбужденных нейронов