头部的GPS?神经元的节奏活性在太空中的代码位置
来自波士顿大学的莫霍卢吉田和同事教授研究了神经细胞的节律活动如何支持空间导航。研究科学家们展示了Entorhinal Cortex中的细胞,这对于空间导航很重要,振荡各个频率。这些频率取决于Entorhinal皮质内的细胞的位置。“现在,人们认为频率通过与其他大脑区域中的神经元的相互作用来调节”吉士达说。“但是,我们的数据表明这可能不是这种情况。可以为每个单元格固定频率。我们可能需要新的模型来描述节奏活动对空间导航的贡献。”研究人员报告了神经科学杂志》上。
有节奏的大脑会找到自己的路
吉田解释说:“大脑似乎就像一张地图,具有完美的距离和角度。”“然而,我们并不是脑袋里装有GPS系统的机器人。而是有节奏的活动神经元在Entorhinal Cortex似乎创造了一种地图。“该脑区中的个体神经元的活性代表了太空中的不同位置。如果动物在某个位置,则某种神经元射击。每个细胞的节奏活动可以实现我们要编写一组位置,形成常规网格。先前研究的计算机模拟表明来自细胞中的信号大脑区域影响Entorthinal神经元的节奏活性。在大鼠和计算机模拟中使用电生理记录,吉士达和他的同事们研究了这种影响的性质。
表达数量的蜂窝节奏
为了模拟来自其他小区的输入信号,Yoshida和他的同事在细胞膜(膜电位)处变化了电压。从静止状态到更高的正值的膜电位的变化与来自另一个小区的输入信号类似于来自另一个电池。在梭形皮层中细胞的膜电位不是恒定的,而是周期性增加和降低;它振荡。科学家们确定了膜电位发生变化的速度(频率)以及这些变化的差异是多大的,当它们转移潜在振荡的平均膜电位时,这些变化的差异是(幅度)。
位置决定频率
静息状态下,内嗅细胞的膜电位振荡较弱,频率范围较宽。如果膜电位转移到更正的值,从而模拟另一个细胞的输入,振荡就会变得更强。此外,膜电位现在以一种独特的频率波动,这取决于细胞内的位置Entorhinal Cortex.。上面的细胞脑区域显示振荡,频率高于下部细胞。然而,频率与膜电位的进一步变化无关,从而大大独立于来自其他的输入信号细胞。
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