Găsirea mașinii tale într-o parcare se bazează pe acest circuit cerebral nou descoperit

Rezumat: Un circuit cerebral recent descoperit ne permite să ne concentrăm atenția asupra a ceea ce este important în mediu și să ignorăm alți stimuli senzoriali.

Sursă: UCSF

Când explorează un mediu nou, șoarecii folosesc o conexiune unică la distanță lungă în creier, care îi determină să acorde atenție celor mai importante caracteristici ale mediului, potrivit unei noi cercetări de la UC San Francisco.

Legătura, care își are originea în cortexul prefrontal și se extinde până la hipocamp, oferă dovezi ale modului în care regiunile cognitive superioare ale creierului reglează operațiunile care au loc în zone ale creierului îndepărtate.

„Acest circuit este o poartă de acces către înțelegerea modului în care creierul permite cortexului prefrontal să regleze în jos alte părți ale creierului”, a spus Vikaas Sohal, MD, PhD, autorul principal al studiului, publicat pe 28 aprilie 2022. , în Celulă. „Este un tip de cale inhibitorie pe rază lungă care conectează două regiuni ale creierului, care nu a fost niciodată văzută până acum”.

Cortexul prefrontal (PFC), denumit uneori „CEO al creierului”, controlează funcțiile executive precum atenția, planificarea și luarea deciziilor. Hipocampul stochează memorie și procesează informații spațiale, ajutându-ne să navigăm în mediu.

Circuitul recent descoperit facilitează capacitatea de a concentra atenția asupra a ceea ce este important în mediu și de a ignora alți stimuli senzoriali, a spus autorul principal al studiului, Ruchi Malik, PhD.

„Este ca și cum PFC înregistrează toate aceste informații senzoriale și spune: „Hei, hipocampus, suntem aici în acest context special, așa că acordați atenție acestei informații specifice chiar acum”, a spus Malik.

Ea dă exemplul unei parcări ca context în care PFC exercită acest tip de control de sus în jos asupra hipocampului.

„Pentru a vă aminti unde ați parcat, PFC îi spunea hipocampului să acorde atenție selectivă reperelor și apoi să-și amintească și să caute acele repere când vă întoarceți”, a spus Malik.

Reglați atenția prin inhibarea neuronilor

Ceea ce este mai unic la acest circuit este modul complex în care îndeplinește sarcina de a concentra atenția: intensifică și concentrează activitatea în microcircuite specifice hipocampului prin dezactivarea semnalelor care altfel ar copleși acele microcircuite.

Rezultatul este un semnal foarte clar de la PFC care îi spune hipocampului ce să facă și o modalitate extrem de inteligentă de a rafina mesajul pe măsură ce mediul se schimbă.

Echipa a arătat acest lucru punând șoareci într-o arenă mică timp de 10 minute, unde erau câteva obiecte mici. În timp ce explorau arena, șoarecii au inspectat obiectele timp de un minut sau două și apoi au continuat. Examinând activitatea în creierul șoarecilor, cercetătorii au descoperit că semnalele dintre cele două regiuni ale creierului sunt sincronizate.

Când un șoarece a trecut din nou pe lângă acest obiect, cercetătorii au putut vedea că semnalele din hipocamp au fost rafinate și îmbunătățite.

„A fost acest dialog care avea loc; hipocampul a cartografiat locațiile obiectelor din spațiu, iar PFC a instruit hipocampul cu privire la relevanța fiecărei locații”, a spus Malik.

Echipa a descoperit, de asemenea, că datele au arătat care neuroni se declanșează la un moment dat și au identificat unde se afla șoarecele în acel moment, confirmând că activitatea creierului se modifică pe măsură ce șoarecele se apropie sau studiază un obiect pe care PFC l-a considerat important.

Circuitul nou descoperit facilitează capacitatea de a concentra atenția asupra a ceea ce este important în mediu și de a ignora alți stimuli senzoriali. Imaginea este în domeniul public

Acest lucru sugerează că, pe măsură ce hipocampul cartografiază mediul, se adaptează și pentru a produce anumite modele de activitate neuronală atunci când cortexul prefrontal detectează că șoarecele se apropie de o țintă importantă, cum ar fi un obiect nou.

Disfuncția circuitului cerebral poate fi legată de demență, ADHD

Echipa ar dori să aibă o idee mai bună despre rolul pe care acest circuit ar putea juca în funcția executivă și care sunt consecințele atunci când nu își poate face treaba eficient. Malik crede că disfuncția în această cale poate sta la baza problemelor cognitive legate de atenție sau memorie, cum ar fi demența, ADHD sau tulburările psihiatrice.

Următorul pas către acest obiectiv este de a obține o idee a impactului acestui circuit asupra comportamentului prin examinarea modului în care funcționează în timpul activităților mai complexe, cum ar fi utilizarea informațiilor stocate în memoria de lucru pentru a decide calea de urmat pentru a găsi o recompensă.

Malik crede că este probabil ca această conexiune dintre partea cognitivă de ordin superior a creierului și centrul de orientare mai vechi, universal, să poată exercita o influență largă.

„Pentru a opera într-un mediu complex, pentru a merge după mâncare sau recompense și apoi să te întorci, trebuie să fii capabil să fii atent la stimuli specifici și să îi aranjezi în spațiu într-un mod precis”, a spus ea. . „Lucrarea de filtrare a acestui circuit este absolut esențială”.

Vezi si

Aceasta arată o combinație de fețe de oameni reale și fețe generate de AI

Finanțarea: Această cercetare a fost susținută de granturile NIMH R01MH106507 și R01MH117961.

Despre această știre de cercetare în neuroștiință

Autor: Robin Marks
Sursă: UCSF
A lua legatura: Robin Marks – UCSF
Imagine: Imaginea este în domeniul public

Cercetare originală: Acces liber.
„Controlul semnal-zgomot de sus în jos al hipocampului prin inhibarea prefrontală pe distanță lungă” de Vikaas Sohal și colab. Celulă


Abstract

Controlul de sus în jos al raportului semnal-zgomot al hipocampului prin inhibarea prefrontală pe distanță lungă

Puncte tari

  • PFC reglează hipocampul dorsal (dHPC) prin proiecții GABAergice pe distanță lungă (LRG)
  • Proiecțiile LRG cresc inhibarea feedforward prin țintirea interneuroilor VIP în CA1
  • Proiecțiile PFC-dHPC LRG îmbunătățesc codificarea spațială legată de obiecte în CA1
  • Proiecțiile PFC-dHPC LRG promovează explorarea obiectelor și sincronizarea gama CA1-PFC

rezumat

Se presupune că cortexul prefrontal (PFC) exercită „control de sus în jos” asupra procesării informațiilor în creier pentru a promova comportamente specifice. Cu toate acestea, căile care mediază controlul de sus în jos rămân prost înțelese.

În special, cunoștințele despre conexiunile prefrontale directe care ar putea facilita controlul de sus în jos al procesării informațiilor hipocampice rămân limitate.

Aici descriem proiecțiile GABAergice monosinaptice pe distanță lungă de la PFC la hipocamp.

Acestea inhibă preferenţial interneuronii care exprimă polipeptide intestinale vasoactive, cunoscute că dezinhibează microcircuitele hipocampului. Într-adevăr, stimularea proiecțiilor GABAergice prefrontal-hipocampale crește inhibarea anticipativă a hipocampului și reduce activitatea hipocampului. Trăi.

Efectul net al acestor acțiuni este de a îmbunătăți în mod specific raportul semnal-zgomot pentru codificarea hipocampului a locațiilor obiectelor și de a crește creșterile de informații spațiale induse de obiecte. În mod corespunzător, activarea sau inhibarea acestor proiecții promovează sau, respectiv, suprimă explorarea obiectelor.

Împreună, aceste descoperiri elucidează o cale prefrontală descendentă în care proiecțiile GABAergice pe distanță lungă vizează microcircuite dezinhibitoare, îmbunătățind astfel semnalele și dinamica rețelei care stau la baza comportamentului explorator.

Add Comment