У мозжечка нашли принципиально новую функцию

У мозжечка нашли принципиально новую функцию

Эксперименты на мышах, проведенные американскими учеными, позволили обнаружить ранее неизвестную функцию мозжечка. Оказалось, что этот отдел мозга принимает участие в вознаграждении, или внутреннем подкреплении — механизме закрепления поведения путем положительных реакций на совершенное действие. Результаты работы опубликованы в журнале Nature.

Многочисленные наблюдения за животными и людьми с различными поражениями мозжечка давно привели ученых к выводу, что его функция состоит в тонкой настройке произвольных и непроизвольных движений, что обеспечивает четкую координацию, быструю реакцию, равновесие, осанку и ритмичное дыхание. Это подтверждало и наличие тесных нервных связей этого отдела мозга с корковыми и подкорковыми двигательными и сенсорными центрами.

Большинство нейронов мозжечка представлены гранулярными клетками, число которых превышает количество всех остальных нейронов головного мозга, при этом они занимают менее 10 процентов его объема. Из-за небольшого размера и плотного расположения изучать возбуждение отдельных гранулярных клеток весьма сложно. В сочетании с тем, что предназначение мозжечка казалось вполне понятным и интересовало ученых значительно меньше функций больших полушарий и подкорковых структур, это привело к тому, что клеточная физиология этого отдела мозга изучена недостаточно.

Чтобы разобраться, как гранулярные клетки мозжечка мышей функционируют в процессе совершения движений, сотрудники Стэнфордского университета воспользовались двухфотонной кальциевой визуализацией, позволяющей следить за возбуждением отдельных нейронов в реальном времени. В качестве унифицированной двигательной активности было выбрано нажатие передней лапой на рычаг в обмен на порцию сладкого раствора, подаваемого автоматически ко рту через небольшой промежуток времени (двухфотонная визуализация требует фиксации головы животного, поэтому более объемные движения при ее проведении нежелательны).

Выяснилось, что определенные нейроны, как и ожидалось, активируются при движении лапой. Неожиданным стало то, что во время ожидания награды (сладкого раствора) активируется другая группа нейронов, которая «выключается» при ее получении. Чтобы проверить, является ли эта активация реакцией на сенсорное восприятие сладости, ученые стали случайным образом не давать раствор в ответ на нажатие рычага и выяснили, что это активирует еще одну группу гранулярных клеток. Изменяя время между нажатием на рычаг и количество раствора и сопоставляя активацию разных групп нейронов с двигательной активностью, исследователи убедились, что активность нескольких групп гранулярных клеток связана не с движениями, а с реакцией на ожидаемую, полученную и не полученную награду.

Таким образом, функции мозжечка оказались шире, чем считалось ранее, и включают не только координацию движений, но и работу с вознаграждением. По словам руководителя работы Марка Вагнера (Mark Wagner), полученные результаты позволят полнее интегрировать мозжечок в целостную картину функционирования мозга.

Это не первый случай, когда классические представления о строении и функциях отделов нервной системы оказались ошибочными. Так, в 2016 году франко-британский научный коллектив доказал, что граница между симпатическим и парасимпатическим отделами автономной нервной системы была проведена неправильно.

Олег Лищук

N+1

Похожие новости:
Японские физики-ядерщики нашли магическое число
Японские ученые утверждают, что нашли новое так званое «магическое число» — ключ к определению, когда ядро атома становиться стабильным. В ядерной физике магические числа — ряд натуральных чётных чисел, соответствующих количеству нуклонов в атомном ядре, при котором ..
2013-10-16 3255 3 Научные открытия
2
Ученые обнаружили молекулярный переключатель для мозга
Ни для кого не секрет, что юношеский мозг более гибок и способен обучаться новым вещам намного быстрее, чем мозг у взрослых - просто спросите любого взрослого человека, который попытался выучить новый язык. Эта гибкость также позволяет мозгу помоложе быстрее ..
2013-03-9 1892 0 Научные открытия
0
Ученые создали эффективные солнечные батареи
Ученые из Государственного университета Северной Каролины и Китайской академии наук нашли простой способ изменить молекулярную структуру полимера обычно используемую в солнечных элементах. Такое несложное изменение может повысить эффективность солнечных батарей более чем на 30 процентов. Полимер на основе ..
2014-01-06 2463 1 Научные открытия
3
Состоялось предсказанное обнаружение в космосе изомера органической молекулы
Немецкие и американские ученые нашли к космосе следы изомеров органической молекулы. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Science. Астрономы обнаружили в газопылевом облаке Стрелец B2 органические вещества: структурные изомеры пропилцианида. Вещество, называемое также бутиронитрил, или нитрил ..
2014-09-27 1781 0 Научные открытия
-1
Генетики нашли источник трех процентов интеллекта
Группа ученых из США обнаружила версию гена KL, которая связана со значительным повышением уровня интеллекта у человека. Свое исследование авторы опубликовали в журнале Cell Reports, кратко с ним можно ознакомиться на сайте The Economist. Генетики исследовали версию гена KL с названием KL-VS и нашли, ..
2014-05-20 2081 0 Научные открытия
0
Мозг получает информацию довольно аккуратным способом
Согласно учёным из Университета Буффало (University of Buffalo), исследования которых должны появиться 6-го июня 2012-го года в журнале «Neuroscience», головной мозг получает информацию от ушей удивительно аккуратным способом, сообщает «PC-News.info». Исследование фокусируется на участке мозга, называемом ..
2012-06-7 2156 0 Научные открытия
-1
Ученые нашли жизнь подо льдами Антарктики
Американские ученые, пробурившие скважину глубиной около 800 метров к озеру Уилланс, провели ряд дополнительных тестов и подтвердили, что вместе с водой им удалось заполучить множество микроорганизмов, живших в темноте вод антарктического озера с незапамятных времен. Первые предварительные тесты с помощью чувствительной к ДНК флуоресцентной ..
2013-02-20 2342 0 Научные открытия
0
Ученые из России нашли причины появления молний
Известные Российские ученые Анатолий Карашин и Александр Гуревич нашли абсолютно новое экспериментальное подтверждение   причины появления молний в космических лучах. Дело в том, что само появления космических лучей вызывает появление молнии, ведь космические лучи – ..
2013-05-8 2438 0 Научные открытия
0
Физики нашли альтернативу алмазным радиаторам
Физики нашли материал, который проводит тепло не хуже алмазов и вчетверо превосходит по теплопроводности медь. Результаты моделирования показали, что арсенид бора может заменить алмазы при производстве радиаторов для микроэлектронных устройств. Подробности приводятся в сообщении колледжа Бостона со ссылкой ..
2013-07-9 1796 0 Научные открытия
0
Открыт главный фактор старения
Ученые из Института Скриппса (США) обнаружили главный, по их мнению, фактор клеточного старения. Соответствующее исследование опубликовано в журнале Science, кратко о нем сообщает EurekAlert!Биологам удалось выделить протеин TZAP. «Этот белок устанавливает верхний предел длины теломер, — полагает ..
2017-01-17 5325 0 Научные открытия
0
Ученые нашли определяющий будущее половой клетки ген
Японские ученые впервые обнаружили у позвоночных животных генетический переключатель, который управляет превращением гоноцитов (первичных половых клеток) в сперматозоид или яйцеклетку. Называется этот ген foxl3, а нашли его в рыбе — японской медаке (Oryzias latipes). Результаты исследования представлены в журнале ..
2015-06-16 6605 0 Научные открытия
0
Ученые нашли способ заставить иммунную систему самостоятельно бороться с раком
Ученые из Университетского колледжа Лондона заявили, что они нашли способ заставить иммунную систему бороться с раком. Исследователи обнаружили уникальные биологические маркеры в опухоли, которые назвали «ахиллесовой пятой» болезни. Статья об открытии была опубликована в журнале Science, а коротко ..
2016-03-05 2873 0 Научные открытия
2
Физики нашли бозон Хиггса
Физики установили факт существования бозона Хиггса - недостающего элемента в цепочке объяснения мироздания, сообщает РИА Новости. По данным агентства, в блогах ученых об этом говорится как о свершившемся факте, участник исследований, сотрудник НИИ ядерной физики МГУ Эдуард Боос сказал, что после ..
2012-06-19 3245 2 Научные открытия
1
Студенты нашли гриб, уничтожающий пластик
Полиуретан долгие годы считался не перерабатываемым материалом. Однако не так давно студенты Йеля в ходе экспедиции в Амазонию обнаружили гриб, который поедает этот пластик. Что особенно важно, он превращает его в углерод даже в отсутствие кислорода. Молодые учёные нашли гриб в тропических ..
2012-02-8 1797 0 Научные открытия
0
Ученые нашли первую в мире светящуюся в темноте рептилию
В Тихом океане около Соломоновых островов зоологи нашли единственную в мире светящуюся зеленым и красным цветом рептилию — ею оказалась находящаяся на грани вымирания морская черепаха бисса. Об открытии сообщает National Geographic. Этот вид был известен науке ранее, однако биологи ..
2015-09-30 1842 0 Научные открытия
-2