Исследователи из Медицинского центра Джона Хопкинса (Johns Hopkins Medicine) успешно использовали лазерный инструмент для визуализации, чтобы «увидеть», что происходит в клетках мозга мышей, которые учатся протягивать лапку и хватать кусочек пищи. Полученные результаты исследования, опубликованные в журнале Neuron, дополняют доказательство того, что моторное обучение может происходить в нескольких областях мозга, даже в тех, которые обычно не связаны с моторным контролем.
Полученные данные позволят разработать методы лечения, основанные на обучении, при нейрокогнитивных расстройствах.
Материалы и методы исследования
В ходе исследования ученые сосредоточились на метаботропных глутаматных рецепторах (mGluR) типа AMPA или AMPAR, ключевых молекулах, которые помогают передавать сообщения между нейронами. AMPAR функционируют как антенны, которые формируются вдоль синапсов и получают молекулярные сигналы от других нейронов.
Чтобы контролировать и измерять уровни AMPAR в мозге мышей, ученым ранее приходилось анализировать работу мозга до и после учебного эксперимента и сравнивать различия.
Чтобы «увидеть», как выглядит обучение в нейронах подопытных животных, ученые научили мышей брать пищу не ртом, а лапками.
Результаты научного исследования
В ходе исследования ученые обнаружили примерно 20-ти процентное увеличение активности AMPAR в области мозга, известной как моторная кора, которая контролирует мышцы. Но эксперименты также показали аналогичное увеличение уровней активности AMPAR в зрительной коре. При инфракрасном свете (отсутствие видимости) было отмечено незначительное увеличение (10%) активности AMPAR в зрительной коре.
«Это имело смысл, потому что зрение очень важно для управления движением», — комментирует автор исследования Ричард Рот (Richard Roth). «Мы традиционно думали, что двигательное обучение происходит исключительно в двигательной части мозга, но наши исследования показывают, что зрительная кора при взаимодействии с другими участками мозга задействована в процессе моторного обучения».
Авторы другого исследования установили, что парализованный человек смог контролировать экзоскелет используя головной мозг.
