Недавно, группа исследователей от Института Окинавы Университета Выпускника Науки и техники и сотрудников исследовала, как изменения в деятельности больших нейронов под названием ячейки Purkinje, найденные в мозжечке – отделе головного мозга, известном его ролью в сенсорно-двигательной координации – коррелировались с этими прерывистыми движениями глаз. Они недавно издали свои результаты в iLife.
Чтобы сделать это, команда посмотрела на данные из мозгов трех живых обезьян в Германии, которые были проверены во время прерывистого движения. Определенно, они интересовались тем, как нейроны передают информацию, которая замечена в форме электрических сигналов.
Точно так же, как все другие нейроны ячейки Purkinje испускают шипы, вызванные электрической продукцией. Шипы огня Purkinje ячеек быстро большую часть времени, но иногда в шипах есть паузы.«Одна из многих проблем в учащихся нейронах состоит в том, чтобы выяснить первопричину различных электрических сигналов», сказал профессор Эрик Де Шютте, соавтор и глава Вычислительного Отделения Нейробиологии OIST. «Мы хотим знать то, что эти шипы на самом деле говорят нам».Их подход к анализу данных был уникален, потому что исследователи исследовали не только информацию относительно шипов и пауз в ячейках Purkinje, но также и изучили деятельность в местном полевом потенциале.
«Местный полевой потенциал или район вокруг определенной ячейки Purkinje отражают деятельность во многих нейронах в то же время», сказал Де Шютте. Таким образом, они могли посмотреть на отношения между тем, что происходило в определенных нейронах и что происходило в средней деятельности вокруг тех нейронов.«Мы нашли, что шипы прямо прежде и после паузы показали намного большую корреляцию с местным полевым потенциалом», сказал Сунхо Хун, первый автор и лидер группы Вычислительного Отделения Нейробиологии OIST. «Это означает, что эти шипы и паузы не случайны.
Они связаны с событиями, происходящими в большей сети».Следующий шаг смотрел на отношения между этими электрическими сигналами в нейронах и самом глазном движении.«Есть большое изменение в местном полевом потенциале во время saccade», сказал Де Шютте. «Мы можем также видеть, что есть начинающий паузу скачок в ячейке Purkinje в то время, когда движение глаз начинается».
У остальной части шипов, которые не были непосредственно прежде или после паузы, казалось, не было большой отдельной важности. Однако, когда команда построила математическую модель, в среднем запустив уровень этих скачков цен, они нашли, что простые отношения могли предсказать гладкий аспект движения – часть движения, которое следует после самого начала saccade.«Это показало нам, что шипы, которые начинают паузы, управляют началом движения и что те, которые не связаны с паузами, контролируют скорость движения», сказал Де Шютте. «Это означает, что есть мультиплексирование в ячейках Purkinje – они могут отослать два сигнала сразу».Это важно, потому что это исследование предполагает, что оба времени отдельных шипов и средний темп увольнения шипов крайне важны для понимания сложностей контроля за мелкой моторикой и мозжечка.
Это понимание понимания механизма нейронов в мозжечке могло быть полезным в текущей медицинской технологии, такой как, мозговое машинное установление связи, которое позволяет парализованным пациентам двигаться, изменяя маршрут мозговых сигналов. Кроме того, эта информация могла быть полезной в робототехнике, которые требуют контроля за мелкой моторикой.
«Вопрос деталей», сказал Де Шютте. «Легко просто посмотреть на среднее число, но отдельные шипы показывают интересную информацию».