Таламус кодирует прошлые переживания в неокортексе — исследование

В новом исследовании, опубликованном в журнале Science, ученые из Фрайбургского университета (University of Freiburg) обнаружили, что таламус кодирует прошлые переживания в неокортексе.

Актуальность вопроса

Мозг кодирует информацию, собранную нашими органами чувств. Однако для того, чтобы воспринимать и взаимодействовать с окружающей средой, эти сенсорные сигналы должны интерпретироваться в контексте прошлого опыта, хранящегося в мозге, и текущих целей индивида. В новом исследовании ученые определили ключевой источник этой зависимой от опыта так называемой нисходящей информации. 

Неокортекс — самая большая и мощная область человеческого мозга. Все его важные когнитивные функции становятся возможными благодаря конвергенции двух различных потоков информации: “восходящего” потока, который представляет собой сигналы из окружающей среды, и    “нисходящего” потока, который передает внутренне генерируемую информацию о прошлом опыте и текущих целях. Вопрос о том, как и где именно обрабатывается эта внутренне генерируемая информация, по-прежнему остается в значительной степени неисследованным. Это побудило ученых искать источники этих нисходящих сигналов. Ученым удалось идентифицировать область таламуса как ключевую область — кандидата для получения внутренней информации.

Результаты научной работы

Основываясь на этом, ученые разработали стратегию измерения реакций отдельных таламических синапсов в неокортексе мыши до и после парадигмы обучения. 

В то время как нейтральные стимулы без релевантности кодировались небольшими и преходящими реакциями в этом пути, обучение сильно увеличивало их активность и делало сигналы как более быстрыми, так и более устойчивыми с течением времени. Авторы исследования сравнили силу приобретенной памяти с изменением таламической активности. Исследователи выявили сильную положительную корреляцию, указывающую на то, что входы из таламуса заметно кодируют усвоенную поведенческую значимость стимулов.

В дальнейших экспериментах исследователи обнаружили ранее неизвестный механизм, который может точно регулировать эту информацию. Ученые определили специализированный тип нейронов в самом внешнем слое неокортекса, который динамически управляет потоком этих сигналов сверху вниз. Это подтверждает предположение ученых о том, что проекции таламуса на сенсорный неокортекс выступают в качестве ключевого источника информации о предыдущих опытах, связанных с сенсорными стимулами. Такие сигналы сверху вниз нарушаются при ряде расстройств мозга, таких как аутизм и шизофрения.

Результаты исследования также позволят глубже понять дезадаптивные изменения, лежащие в основе этих тяжелых состояний.

Авторы другого исследования обнаружили, что визуализация зрачка поможет выявить сотрясения мозга у спортсменов-подростков.

Приглашаем подписаться на наш канал в Яндекс Дзен


Добавьте «Medical Insider» в любимые источники Яндекс Новости


Оцените статью
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Поделиться с друзьями