内GPS的研究可能帮助脑部疾病的诊断
达特茅斯学院的一项新研究揭示了大脑细胞在我们的“内在GPS,”可以提高理解记忆丧失和流浪的行为与老年痴呆症和其他神经退行性疾病的人。
这项研究结果发表在《华尔街日报》当代生物学,有助于我们理解我们的导航能力的潜在神经机制环境。
近几十年来,研究人员发现大脑细胞,建立我们的位置(细胞),方向(头方向细胞)和路径通过环境(网格细胞),一起,指导我们的导航。细胞和网状细胞是大脑的一部分”内GPS,“追踪我们环境中的位置。具体来说,火相对于多个位置和网状细胞形成了重复覆盖整个环境的网格状晶格。
在新的研究中,达特茅斯大学的研究人员研究了θ节律的关系(一个脑电图活动产生的大脑)和网格细胞的功能。θ节律是必要的网格细胞表达他们的重复活动的模式。但θ节律所传递的信息不是完全理解。例如,θ节律控制动物的速度,和更快的运动与更快和更强θ节律相关。研究人员想要知道什么是重要的关于θ是有节奏的活动充分或节奏需要调制的动物的速度吗?研究人员发现,移动一个动物在一个清晰的马车车轮上的(如有人在推轮椅)消除网格单元发射模式。同时,动物的运动速度不再调制θ节律活动,但它在低静态水平相当低运动速度。因此,节律性活动幸免于难,但不足以支持网格细胞活性。因此,速度调制θ节律传达一些重要信息的生成网格单元的信号。
“这很重要,因为它提供了洞察导航网格细胞的功能作用,”Jeffrey Taube教授说,这项研究的资深作者。“当前的观点是,网格细胞积极追踪动物的位置,类似gps提供神经计算来支持活动。然而,我们的研究结果显示网格细胞可能更参与跟踪距离的动物而不是它们在环境中的精确位置。”
更好的理解大脑如何处理空间信息和内存可以改善神经退行性疾病的诊断和治疗,第一作者肖恩冬天说,在心理和大脑科学博士后。例如,在阿尔茨海默病、记忆丧失可能导致退化的海马体,从网格细胞接收直接输入。流浪的行为可能导致退化的内嗅皮层,大脑区域网格细胞被发现。因此,药物可能是针对内嗅皮层缓解一些流浪的行为。
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出版
Taube JSet al。被动运输破坏电网信号旁海马皮层。当代生物学在线发表在2015年10月3日。doi: 10.1016 / j.cub.2015.08.034
