Jawatan Popular

Pilihan Editor - 2019

Neuroscientists mengenal pasti kelas neuron perencatan kortikal yang mengkhusus dalam disinhibition

Anonim

Korteks serebrum mengandungi dua jenis utama neuron: neuron utama yang menggembirakan dan interneuron yang menghalang, semuanya saling berkaitan dalam rangkaian yang sama. Penyelidikan baru kini mendedahkan bahawa satu kelas neuron yang menghalang - dikenali sebagai interneuron VIP - mengkhususkan diri dalam menghalang neuron perencatan lain di pelbagai kawasan korteks, dan tidak begitu dalam keadaan tingkah laku tertentu.

iklan


Penyelidikan baru mendapati bahawa interneuron VIP, apabila diaktifkan, melepaskan sel-sel utama dari perencatan, dengan itu meningkatkan respons mereka. Ini menyediakan lapisan tambahan kawalan ke atas pemprosesan kortikal, sama seperti suis dimmer dapat menala tahap cahaya.

Penemuan itu dibuat oleh satu pasukan pakar neurosains di Cold Spring Harbour Laboratory (CSHL) yang diketuai oleh Profesor Madya Adam Kepecs, Ph.D. Kajian mereka, diterbitkan dalam talian hari ini di Alam, menunjukkan bahawa neuron yang mengekspresikan polipeptida usus vasoaktif, atau VIP, memberikan kelainan dalam korteks pendengaran dan korteks prefrontal medial.

Para penyelidik menggunakan teknik penandaan molekul yang dibangunkan oleh ahli pasukan Z. Josh Huang, seorang Profesor CSHL, untuk mengetengahkan neuron berekspresi VIP dalam kepelbagaian neuron kortikal yang luas. Ini membolehkan kumpulan Kepecs, yang diketuai oleh postdocs Hyun Jae Pi dan Balazs Hangya, menggunakan teknik optogenetic yang canggih menggunakan cahaya laser berkod warna untuk mengaktifkan neuron VIP secara khusus. Aktiviti sel dipantau melalui rakaman electrophysiological dalam berkelakuan haiwan untuk mengkaji fungsi mereka, dan in vitro untuk memeriksa sifat litar mereka.

Neuron VIP ini telah lama mencari "sel-sel": mereka menghalang kelas neuron yang lain; tetapi mereka tidak secara langsung menyebabkan pengujaan berlaku di otak. Dr. Kepecs dan rakan-rakan mencadangkan bahawa kawalan disinhibitory yang disejajarkan oleh neuron VIP mewakili "motif" asas dalam korteks serebrum.

Perbezaan antara pengujaan dan penyinaran saraf adalah sama dengan perbezaan antara memukul pedal gas dan mengambil kaki anda dari rehat. Sel-sel yang pakar dalam mengeluarkan brek, Dr. Kepecs menjelaskan, menyediakan cara untuk mengimbangi antara pengujaan dan pencerobohan. Kepecs memanggil fungsi ini "mendapatkan modulasi, " yang mengingatkan kawalan halus yang menyediakan suis dimmer.

Pasukan ini tertanya-tanya apabila neuron VIP diaktifkan semasa tingkah laku. Apabila, dengan kata lain, adalah "suis dimmer kortikal" yang terlibat? Untuk mengetahui jawapan ahli-ahli sains mencatatkan neuron VIP manakala tikus membuat keputusan mudah, membezakan antara bunyi padang yang berbeza. Apabila mereka membuat pilihan yang betul, tikus memperoleh setitik air; untuk pilihan yang tidak betul, semangat udara yang lembut. Yang menghairankan, pasukan mendapati bahawa dalam korteks pendengaran, rantau yang terlibat dalam pemprosesan bunyi, neuron VIP diaktifkan oleh ganjaran dan hukuman. Oleh itu, neuron-neuron ini muncul untuk menengahi kesan bala bantuan dan "menyalakan lampu" pada sel-sel utama, untuk menggunakan analogi suis dimmer.

"Menghubungkan jenis neuron tertentu kepada tingkah laku yang jelas telah terbukti amat sukar, " kata Kepecs. Keputusan ini, katanya, berpotensi menghubungkan fungsi litar neuron VIP dalam kawalan ke fungsi perilaku penting: pembelajaran.

iklan



Sumber Cerita:

Bahan yang disediakan oleh Laboratory Cold Spring Harbour . Nota: Kandungan mungkin diedit untuk gaya dan panjang.


Rujukan jurnal :

  1. Hyun-Jae Pi, Balázs Hangya, Duda Kvitsiani, Joshua I. Sanders, Z. Josh Huang, Adam Kepecs. Interneurons kortikal yang pakar dalam kawalan disinhibitory . Alam, 2013; DOI: 10.1038 / nature12676