对手的活动的一种新型的运动神经元负责选择性视觉

运动尽管静止。创建自动的错觉,例如,在一个IMAX电影巨幕电影的帮助下。这是可能的,因为大脑计算的自动视觉环绕移动过去的眼睛。破译这是如何完成的目标是亚历山大Borst和他的团队在Martinsried马克斯普朗克研究所的神经生物学。与同事一起Janelia研究校园在维吉尼亚州(美国),研究人员已经发现了一种新的神经元类型在果蝇的大脑。详细的分析表明,这些细胞形成被称为运动对立现象的基础上,也就是说,在人类和其他物种——特定的神经细胞被激活和朝一个方向运动的抑制运动相反的方向。通过研究新发现的细胞,研究人员已经能够详细研究这一现象,首次阐明其功能。

随着时间的推移运动位置的变化。这似乎很简单,但检测运动是一个不可能完成的任务,个人视网膜感光细胞,他们只是“看到”一个小整体形象的一部分。如果图像变化,单个细胞无法分辨东西已经或简单地消失了。如果发生运动,去哪儿?大脑决定运动及其方向,因此必须比较−多个感光细胞的图像信息,必须这样做相邻细胞之间有一定的时间差。

组织处理

亚历山大Borst和他的团队在神经生物学的马克斯普朗克研究所破译大脑中到底发生了什么。研究人员正在取笑系统分开,细胞通过细胞,结构分析,各个部分的连接和功能。当然,这是不可能的在人类的大脑。相反,他们使用的是果蝇作为模式生物来研究运动视觉。“尽管他们之间有着显著的差别,苍蝇和人类以类似的方式处理光学信息,”亚历山大Borst说。

科学家们能够显示,例如,在人类视觉感知的苍蝇——−最初分成两个独立的处理途径:一种途径明亮的边缘和一个黑暗的边缘。在每个这些途径,信息然后排序根据方向,每个方向分别处理。研究人员不仅揭示了存在两条途径的苍蝇的大脑,但也发现细胞被激活和它们是如何联系起来的。“发现大脑中的不同方向路径是一个伟大的发现,”亚历山大Borst回忆说。但是,如果运动方向分别处理,为什么这种现象称为运动对立存在吗?在果蝇中,人类和其他动物,大广角深位于大脑神经元兴奋在他们喜欢的运动方向,而这些细胞被运动相反的方向。鉴于定向信息单独处理,不应该有需要抑制运动相反的方向。“这小矛盾让我们整夜都睡不着,“Borst说。有时研究人员想要弄清真相。

越境者进入至关重要的功能

科学家们运用他们所有的技术澄清这个“小细节”。最终,他们发现少了一个至关重要的电路元件称为LPi细胞。这个迄今未知类型的神经元减免的严格的顺序独立的定向路径。细胞发出抑制信号通路分配给邻近的通路,负责检测运动相反的方向。结果表明,LPi飞大脑细胞直接负责抑制广角细胞运动相反的他们易磁化方向。新发现的细胞因此形成运动对立的细胞基础。第一次,现在是可以解释这一现象的功能意义。

随后的调查表明,LPi细胞防止下游广角细胞被非特异性刺激信号在其视野。“飞是运动视觉的主人。但是没有LPi细胞,他们将无法区分不同运动模式由于不适当的激活,”弗格森说,比如,总结他最近发表的研究结果。当科学家们阻止了LPi的功能细胞,广角细胞刺激的运动模式在向前飞行时产生强烈的运动模式与旋转或升降运动。研究人员因此成功地阐明的线路图运动视觉在飞的这部分大脑,还可以显示系统如何使用一个简单的机制来过滤掉非特定的信号。