Процесс принятия решений отследили на клеточном уровне

Процесс принятия решений отследили на клеточном уровне

Нейробиологи из лабораторий Колд-Спринг-Харбор в США смогли найти нервные клетки, активность которых связана с выбором того или иного действия. Ученые показали, что в тот момент, когда мышь выбирает, остаться ли ей у поилки или пойти осмотреться снаружи, в мозгу активируются определенные нейроны. Подробности изложены на сайте лабораторий со ссылкой на публикацию в Nature neuroscience.

Исследователи зафиксировали активность двух популяций нейронов в префронтальной коре. В ходе опытов лабораторные мыши могли свободно перемещаться внутри экспериментальной установки, внутри которой была смонтирована поилка: и когда животное подходило к источнику воды, в префронтальной коре активировались нейроны определенного типа. Другая группа клеток проявляла себя в момент выхода из камеры с поилкой, причем статистический анализ исключает случайные совпадения.

Более того, выявленные учеными клетки — далеко не рядовые нейроны. В работе нейробиологов речь идет об особенных популяциях клеток, которые синтезировали белок парвальбумин (PV-клетки) или соматотстатин (SOM-клетки). Такие нейроны достаточно давно изучались многими другими коллективами, и к моменту начала новых опытов уже было известно про то, что и PV-, и SOM-клетки играют важную роль в процессе торможения.

По словам авторов исследования, в момент приближения к поилке у животных временно снижалась активность SOM-клеток. Соответственно, в связанных с ними клетками префронтальной коры активность, напротив, увеличивалась: кора становилась доступной для переработки новой информации. Когда же мышь покидала поилку, группа PV-нейронов давала синхронный всплеск активности и это, как считают ученые, играло роль своего рода сигнала перезагрузки для связанных с этими нейронами клеток: тем самым мозг настраивался на продолжение осмотра местности в поиске чего-то нового.

Отдельно специалисты Колд-Спринг-Харбор подчеркивают то, что их работа была бы невозможна без новых оптогенетических методов. Традиционная регистрация активности клеток при помощи вживленных электродов не позволяет определить то, с каких именно клеток записываются электрические сигналы, а без этой информации выделить отдельно PV- или SOM-клетки невозможно. Для определения типа клеток геном мышей был изменен таким образом, что интересующие ученых нейроны синтезировали специальные светочувствительные молекулы вместе со своими специфичными белками и затем реагировали на освещение определенным светом. Осветив мозг мыши, ученые смогли определить то, с каких именно клеток они регистрируют электрические сигналы, причем это не приводило к серьезным нарушениям работы мозга. Ранее подобный метод (его принято называть оптогенетическим) нейробиологи использовали для того, чтобы отследить пути мотивации.

Источник: lenta.ru

Похожие новости:
В хромосомах человека обнаружена 4-спиральная ДНК
Исследователи из Британии обнаружили в человеческих хромосомах функциональную четырехспиральную форму ДНК. Анализ был опубликован в журнале Nature Chemistry, а ее резюме можно прочитать в Nature News. Открытие удалось сделать благодаря использованию помеченных флюресцентными красителями антител, которые связываются ..
2013-01-21 3446 0 Научные открытия
1
Ученые смогли включить нейрогенез в поврежденном спинном мозге
Биологи из Медицинского центра Университета Техаса научились включать в поврежденном спинном мозге процесс перепрограммирования клеток глии в новые нейроны. Работа ученых опубликована в журнале Nature Communications, кратко о ней можно прочитать в пресс-релизе центра. Заставить дифференцированные астроциты взрослых ..
2014-02-27 1659 0 Научные открытия
0
В хромосомах человека обнаружена четырехспиральная ДНК
Британские исследователи обнаружили в хромосомах человека функциональную четырехспиральную форму ДНК. Работа опубликована в журнале Nature Chemistry, а ее краткое содержание можно прочитать в Nature News. Открытие удалось совершить благодаря использованию помеченных флюресцентными красителями антител, которые связываются ..
2013-01-21 1640 0 Научные открытия
0
Ученые: процесс старения мозга можно остановить
Американские ученые из Йельского университета обнаружили в генах молекулярный переключатель, который способен остановить процесс старения мозга. Это делается путем блокировки функции гена Nogo Receptor 1. Этот ген является коммутатором, который несет ответственность за достижение развития мозга ..
2013-03-15 2616 0 Научные открытия
0
Включателем памяти оказались всего несколько нейронов
Исследователи из Массачусетского технологического института показали, что для вызывания отдельных воспоминаний достаточно активации всего нескольких специфичных нейронов. Работа будет опубликованав журнале Nature, с кратким пересказом можно ознакомиться на сайте института. Исследователям было известно, какой белок синтезируются ..
2012-03-23 1490 0 Научные открытия
0
Обнаружено отрицательное воздействие невесомости на гены
На Земле все представители флоры и фауны так или иначе ориентируются на гравитацию. Например, растения вытягиваются вверх, в то время как корни их растут вниз. В невесомости же и растения, и живые существа живут по другим законам. Так, космонавты на орбите каждый месяц теряют порядка 1-2% ..
2012-02-3 2094 0 Научные открытия
0
Ученые: гены улиток помогут продлить жизнь
У улиток есть удивительная способность приостанавливать процесс старения на период спячки. Австралийские ученые хотят найти гены, ответственные за этот процесс, и надеются, что в будущем за счет этого можно будет продлить жизнь человека. Как пишет The Courier Mail, ученые ..
2013-01-29 2336 0 Научные открытия
0
Объяснена неуязвимость инфузорий-экстремалов к холоду
Итальянские биологи из Университета Камерино выяснили, что именно придает одноклеточному организму Euplotes focardii способность выживать в холодных антарктических водах и справляться с высокой концентрацией кислорода. Для этого ученые сравнили гены нескольких видов простейших. Пресс-релиз исследования опубликован ..
2016-07-19 1698 0 Научные открытия
0
Физики поправили закон Планка для аэрозолей
Австрийские ученые обнаружили, что модифицированный закон Планка для излучения частиц не выполняется для микроскопических кремниевых нитей. По словам исследователей, это может иметь самые серьезные последствия для существующих в настоящее время климатических моделей, поскольку планковский закон используется для анализа излучения ..
2012-09-11 1153 0 Научные открытия
0
Ученые поведали о пользе свободных радикалов для организма
Американские ученые выявили неоднозначное воздействие свободных радикалов на организм млекопитающих. Повышенное содержание этих частиц не ускорило старение лабораторных мышей (как предполагала теория старения из-за свободных радикалов). Напротив, у юных особей они оказались крайне полезны, ..
2015-08-05 6382 0 Научные открытия
1
Ученые обнаружили метод избавления мозга от мусора
Научные работники сразу из нескольких институтов выявили еще неизвестный еще для науки механизм, с помощью которого мозг может «избавляться» от «мусора». Стоит подчеркнуть, собственно в человеческом организме любой орган изготавливает «мусор» и мозг не выбился из привычных рамок. Конечно, собственно процесс ..
2012-09-8 2990 0 Научные открытия
0
Расскрыт секрет восстановления нервных клеток
Исследователи установили: для появления новых нервных клеток в результате сильных повреждений головного мозга, необходима реакция воспаления.Специалисты надеются, что такое открытие будет способствовать разработке способов лечения и терапии проблем головного мозга.Как подчеркивают специалисты во главе с Михаэлем ..
2012-11-15 1952 0 Научные открытия
0
Американские физики количественно описали магнитное пересоединение плазмы
В последние дни всеобщее внимание привлекла серия мощных вспышек на Солнце и последовавшие за ней магнитные бури на Земле. За все эти события отвечает магнитное пересоединение плазмы — процесс перераспределения магнитных полей, приводящий к значительным выбросам энергии. В своей недавней работе ..
2017-09-19 13594 0 Научные открытия
0
Раскрыта тайна рождения полярных сияний
Что вызывает полярные сияния? Взаимодействие солнечного ветра с магнитосферой Земли! А как именно это взаимодействие их вызывает? До недавнего времени ученые не знали ответа на данный вопрос. Но недавно все стало ясно — эти прекрасные явления природы вызывает процесс пересоединения магнитных линий, ..
2013-10-6 1718 0 Научные открытия
-1
Ещё одно объяснение массовому вымиранию динозавров
В настоящее время известно, что процесс вымирания динозавров начался задолго до времени их полного исчезновения, которое произошло на границе мелового периода и палеогена, примерно 65 миллионов лет назад, что делает несостоятельной гипотезу о глобальной катастрофе, такой как падение метеорита или усиление вулканической ..
2012-04-21 1557 0 Научные открытия
0