В мозге нашли отмеряющий время «метроном»

В мозге нашли отмеряющий время «метроном»

Нейрофизиологи из Португалии зафиксировали характерную активность нейронов полосатого тела при решении задач на оценку интервалов времени. Похоже, именно здесь находится один из «центров времени» мозга. О своей работе авторы сообщают в журнале eLife, кратко о ней рассказывает пресс-релиз Фонда Шампалимо.

Способность отмечать течение времени для животных жизненно важна. Именно она позволяет координировать цепочки поведенческих актов, из которых состоят многие виды деятельности, от ходьбы до речи. Но для этого в мозге должен существовать своего рода метроном, локализация которого до сих пор неизвестна. Различные исследователи указывают на существование подходящих на эту роль структур в самых разных частях мозга, включая гиппокамп и префронтальную кору, мозжечок и полосатое тело.

Чтобы выяснить место расположения внутреннего «метронома», португальские ученые из команды Джо Патона (Joe Paton) отметили, что он, скорее всего, представляет собой группу нейронов, которые активируются последовательно, по периодически повторяющейся схеме. Следя за состоянием этих нейронов, мозг отмеряет различные промежутки времени с приемлемой точностью.

Для поиска нейронов, проявляющих такую стереотипную активность, ученые провели эксперименты с использованием лабораторных крыс, которых приучили решать несложную задачку. Нажатием на кнопку животное инициировало последовательность из двух звуков, разделенных небольшим промежутком времени в пределах от 0,6 до 2,4 секунд. Затем крысе требовалось решить: если интервал длиннее 1,5 секунд, необходимо нажать одну кнопку, если короче — другую. За правильное решение крыса получала награду.

«Для крысы довольно просто заметить, что 2,5 секунд больше 1,5, но как насчет 1,6 секунды- — поясняет один из авторов работы Тьяго Монтейро (Tiago Monteiro). — Эта задача трудна и для животных, и для людей». По мысли ученых, тот или иной выбор в ходе эксперимента может коррелировать с соответствующей активностью нейронного «метронома», что и может навести на его след.

Главное внимание авторы сосредоточили на полосатом теле, стриатуме. Эта небольшая часть переднего мозга, помимо прочего, участвует во многих поведенческих реакциях, требующих скоординированной последовательности действий. На возможную роль полосатого тела в фиксировании хода времени указывал целый ряд предыдущих исследований.

Замерив активность нейронов стриатуме, ученые сравнили ее в случаях того или иного выбора, сделанного подопытным животным. Обнаружилось, что более половины нервных клеток полосатого тела довольно четко разделяются на две популяции: «медленных» и «быстрых», которые демонстрируют разную частоту срабатывания. Чем длиннее тестовый интервал времени, тем выше активность первых и ниже вторых — и в районе 1,5 с они сходились особенно близко, затрудняя животному выбор.

Авторам удалось показать, что одной информации о срабатывании тех или иных нейронов полосатого тела достаточно для того, чтобы предсказать, какой выбор сделает подопытное животное, а подавление их активности ведет к нарушению правильной оценки промежутков времени. И хотя за чувство времени и координирование последовательных действий ответственно, разумеется, не одно только полосатое тело, именно в нем, похоже находятся одни из главных часов мозга.

Роман Фишман

N+1

Похожие новости:
В человеческом мозге обнаружен центр самооценки
Японские ученые обнаружили в мозге человека «центр чувства собственного превосходства». По их мнению, он расположен во фронтальной коре и полосатом теле мозга, сообщает 26 февраля «Российская газета» со ссылкой на РИА Новости. Удивительное открытие сделала группа биологов из Национального института радиологии в Чибе. ..
2013-02-26 2036 0 Научные открытия
0
Биологи нашли нейроны магнитной навигации в мозге голубей
Изучая почтовых голубей, биологи из Америки обнаружили в их мозге обособленную группу нейронов, отвечающих за обработку информации, необходимую птицам для ориентации в пространстве, тем самым помогая им прокладывать курс при длительных перелетах. Обнаруженный ученными «биокомпос» помогает птицам ориентироваться по магнитному ..
2012-05-2 1752 0 Научные открытия
0
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 3193 3 Научные открытия
2
Ученые: нейронные сети мозга могут включать друг друга
Механизмы взаимного включения и выключения общефункциональных систем нейронов (нейронных сетей) были предсказаны при экспериментах на животных. Группе ученых из Стэндфордского университета удалось впервые выявить такой механизм в человеческом мозге, а также искусственно активировать его. Возбуждение «активных» нейронных ..
2013-11-29 2287 0 Научные открытия
0
Ученые нашли доступ к памяти человека
Мы часто задаемся вопросом, почему человек может предчувствовать опасность и доброту или вообще просто вмиг забывать полученную информацию. Ученые много лет проводили многочисленные исследования, но точного ответа никто дать так и не смог. Новое исследование головного мозга было опубликовано ..
2014-02-05 2219 0 Научные открытия
0
Ученые обнаружили новую систему очистки мозга
Американские ученые обнаружили новую систему, при помощи которой производится очистка тканей головного мозга от продуктов жизнедеятельности. Они назвали открытую ими систему глимфатической, сообщает Medical Xpress. Результаты работы группы неврологов, проведенной под руководством доктора медицинских наук ..
2012-08-17 1865 0 Научные открытия
0
В основе строения мозга нашли строгий порядок
Нейробиологи создали трехмерную карту связей нейронов в мозге человека и четырех видов обезьян, обнаружив строгую локальную упорядоченность. Оказалось, что белое вещество представляет собой трехмерную ткань, где волокна располагаются перпендикулярно друг другу. Работа опубликована в журнале ..
2012-03-30 1821 1 Научные открытия
0
Виртуальный микроскоп установит связи в мозге мыши
Проект по определению нейронных связей в мозге мышей "Mouse Brain Architecture Project" выложил первые полученные данные в открытый доступ. Рассмотреть фотографии можно на сайте проекта, подробности его работы приводит Nature News. Главной задачей проекта является создание ..
2012-06-26 1384 0 Научные открытия
0
Клеток в мозге человека гораздо меньше, чем прежде считали
Специалисты в области неврологии давно установили, что человеческий мозг содержит 100 миллиардов нейронов, однако новый анализ показал, что их на самом деле на 14 миллиардов меньше. В действительности в мозге каждого человека находится не более 86 миллиардов нейронов, согласно новым сведениям бразильского ..
2012-03-12 2072 0 Научные открытия
0
Биологи разглядели работу нейронов в мозге малька
Биологи научились видеть работу нейронов в мозге свободно движущихся животных и проследили затем, о чем думает малёк данио-рерио во время охоты на инфузорию. Работа опубликована в журнале Current Biology группы Cell, а ее краткое содержание пересказывает ScienceNow. Метод основан на использовании ..
2013-02-2 1779 0 Научные открытия
0
Есть различия в мозге детей с невербальным расстройством обучения
Исследователь из Университет штата Мичиган (англ. Michigan State University) открыл первое анатомическое доказательство того, что мозг детей с невербальным расстройством обучения /долгое время считалось «псевдо» диагнозом/, может развиться совершенно по-другому, нежели мозг здоровых ..
2013-11-22 1289 0 Научные открытия
0
Исследователи определили место нахождения интеллекта
Учёные сообщают, что они создали «карту» физической архитектуры интеллекта в головном мозге. Это одно из самых больших и всесторонних исследований структур головного мозга, жизненно важного для общего интеллекта и для определённых аспектов интеллектуального функционирования. Их исследование, опубликованное в «Journal of Neurology», уникально тем, ..
2012-04-12 1684 0 Научные открытия
0
Раковый белок необходим мозгу для восстановления
Исследователи из университета Копенгагена обнаружили, что белок, ранее известный лишь благодаря участию в процессе распространения раковых клеток в организме, также играет роль в восстановительных процессах в мозге. Открытие может помочь ученым в определении новых направлений исследований в области ..
2012-11-20 1575 0 Научные открытия
0
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 2883 0 Научные открытия
0
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 1581 0 Научные открытия
0