معلومة

ما هي معدلات إطلاق النار المختلفة في مناطق مختلفة من الدماغ البشري؟

ما هي معدلات إطلاق النار المختلفة في مناطق مختلفة من الدماغ البشري؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

هل يمكن على سبيل المثال أن تكون الخلايا العصبية التي تهتم بالتفكير الرفيع المستوى والتخطيط المتوسط ​​المدى تنشط بشكل أبطأ ، أم أنه من المتوقع أن تشتعل جميع الخلايا العصبية أكثر أو أقل بنفس المعدل؟

هنا مقال عن متوسط ​​معدل إطلاق النار: http://aiimpacts.org/rate-of-neuron-firing/

هل الافتراض القائل بأن القياسات تميل إلى التحيز من خلال المحاسبة فقط للخلايا المستجيبة بصريًا مضمون؟


المقالة ، لديها نهج هندسي كلاسيكي (قد يكون مخطئًا لقد قمت بقشطه للتو) ، لا يعني ذلك أنه أمر سيئ. الانتقاد العام للتحيز ضد الخلايا العصبية ذات التشفير المتناثر صحيح ، لا أعرف كيف يمكنهم القول بأنه عامل 10 أو أي شيء آخر.

متوسط ​​معدل إطلاق الخلايا العصبية الواحدة يكون منطقيًا فقط فيما يتعلق بحالة مختلفة. على سبيل المثال في دراسات علم الأعصاب الحسية ، نقول خلية عصبية الإعجابات حافز إذا كان متوسط ​​معدل إطلاق هذا العصبون أثناء تقديم المنبه أعلى منه في فترة مماثلة في غياب هذا المنبه. على العكس من الخلايا العصبية يكره حافزًا عندما ينخفض ​​متوسط ​​معدل إطلاق النار.

يعد متوسط ​​معدل إطلاق النار عبر جميع الخلايا العصبية أيضًا مقياسًا غريبًا لأن الخلايا العصبية لها خطوط أساسية مختلفة ، وأشكال مختلفة ، وهي جزء من دوائر مختلفة ولها وظائف مختلفة في هذه الدوائر. سيكون الأمر أشبه بالقول إن متوسط ​​التوزيع الطبيعي يكفي لوصفه بتجاهل تباينه.

فيما يتعلق بالسؤال نفسه ، يجب تحديد شيئين بشكل أفضل: ما هو الفكر الأعلى؟ ومتوسط ​​الوقت التخطيط لما؟

من المؤكد أن الخلايا العصبية لا تطلق جميعها بنفس المعدل ، ولكن المعدل يشير إلى ثابت زمني ، والأهم من ذلك أنه عندما يتوسط المرء عدة خلايا عصبية ، يجب أن يكون لديه معيار لاختيارها مما يطرح السؤال: ما هي الخلايا العصبية؟ كيف يحدد المرء منطقة من الدماغ؟ شكليا؟ وظيفيا؟ وراثيا؟ علاوة على ذلك ، ما هو ثابت الوقت المناسب؟ تبدو هذه الأسئلة وكأنها أسئلة أساسية واضحة ولكن لا يبدو أن لديها إجابة واضحة ومحددة حتى الآن.

يبدو أن لديك بنية معينة في الاعتبار مع وجود مناطق متعددة لها وظائف مختلفة ، أفترض أنك تصممها. جميع النماذج خاطئة (نعم ، أعرف أنها مبتذلة) وهذا يعني أن كل نموذج لديه مجموعة معينة من الافتراضات الصحيحة إلى حد ما. عليك فقط أن تعرف ما هي هذه الافتراضات وما يمكنك استنتاجه في ضوء هذه الافتراضات. لذلك ، في الأساس ، لا توجد إجابة لسؤالك من جانب علم الأحياء ، فنحن ما زلنا علماء مكفوفين في غرفة مظلمة نبحث عن قطة ميتة بالدماغ تخفي مفتاح الضوء.

بمجرد أن أكتشف وظيفة منطقة دماغية محددة بشكل تعسفي ، سأعلمك بثابت وقتها ، ثم مرة أخرى يتم تعريفها بشكل تعسفي ولا يمكنني تحديد وظيفتها في جميع الظروف الممكنة دون أن يكون لدي افتراضات خاصة بي حول كيفية عمل الأشياء الشغل…


ربط أنماط إطلاق الخلايا العصبية بالتمايز الوظيفي للقشرة الدماغية

قسم الانتماءات لعلوم الدماغ التكاملي ، كلية الطب العليا ، جامعة كيوتو ، ساكيو كو ، كيوتو ، اليابان ، قسم المعلومات الحسية والمعرفية ، المعهد الوطني للعلوم الفسيولوجية ، Myodaiji ، أوكازاكي ، أيشي ، اليابان

قسم الانتماء للمعلومات الحسية والمعرفية ، المعهد الوطني للعلوم الفسيولوجية ، Myodaiji ، أوكازاكي ، أيشي ، اليابان

الانتماء إلى معهد علوم الدماغ بجامعة تاماغاوا ، ماتشيدا ، طوكيو ، اليابان

مختبرات ATR الحاسوبية للعلوم العصبية ، Seika-cho ، Soraku-gun ، كيوتو ، اليابان


مناطق الحمض النووي في دماغنا تساهم في جعلنا بشر

مع اختلاف 1٪ فقط ، فإن جينومات ترميز البروتين للإنسان والشمبانزي متشابهة بشكل ملحوظ. إن فهم السمات البيولوجية التي تجعلنا بشرًا هو جزء من خط بحث رائع ومثير للجدل. طور باحثون في المعهد السويسري للمعلوماتية الحيوية في SIB وجامعة لوزان نهجًا جديدًا لتحديد التغييرات التكيفية الخاصة بالإنسان في طريقة تنظيم الجينات في الدماغ ، ولأول مرة. تفتح هذه النتائج آفاقًا جديدة في دراسة التطور البشري وعلم الأحياء التطوري وعلوم الأعصاب. تم نشر الورقة في تقدم العلم.

التعبير الجيني ، وليس التسلسل الجيني

لشرح ما يميز الإنسان عن أقاربهم من القردة ، افترض الباحثون منذ فترة طويلة أنه ليس تسلسل الحمض النووي ، بل تنظيم الجينات (أي متى وأين ومدى قوة التعبير عن الجين) ، هو المفتاح. وظيفة. ومع ذلك ، فإن التحديد الدقيق للعناصر التنظيمية التي تعمل بمثابة "مخفتات للجينات" ويتم اختيارها بشكل إيجابي هو مهمة صعبة هزمت الباحثين حتى الآن (انظر الإطار).

يقول مارك روبنسون-ريكافي ، رئيس المجموعة في SIB والمؤلف المشارك للدراسة: "لكي تتمكن من الإجابة على مثل هذه الأسئلة المحيرة ، يجب أن يكون المرء قادرًا على تحديد الأجزاء في الجينوم التي خضعت لما يسمى بالاختيار" الإيجابي "[انظر الإطار ]. الجواب ذو أهمية كبيرة في معالجة الأسئلة التطورية ، ولكن أيضًا ، في النهاية ، يمكن أن يساعد البحث الطبي الحيوي لأنه يقدم رؤية آلية لكيفية عمل الجينات. "

تم اختيار نسبة عالية من العناصر التنظيمية في الدماغ البشري بشكل إيجابي

طور باحثون في SIB وجامعة لوزان طريقة جديدة مكنتهم من تحديد مجموعة كبيرة من مناطق تنظيم الجينات في الدماغ ، والتي تم اختيارها خلال التطور البشري. يشرح جيالين ليو ، باحث ما بعد الدكتوراه والمؤلف الرئيسي للدراسة: "لقد أظهرنا لأول مرة أن الدماغ البشري قد شهد مستوى عالٍ بشكل خاص من الاختيار الإيجابي ، مقارنةً بالمعدة أو القلب على سبيل المثال. هذا مثير ، لأننا الآن طريقة لتحديد المناطق الجينومية التي ربما ساهمت في تطور قدراتنا المعرفية! "

للوصول إلى استنتاجاتهم ، قام الباحثان بدمج نماذج التعلم الآلي مع البيانات التجريبية حول مدى قوة ارتباط البروتينات المشاركة في تنظيم الجينات بتسلسلها التنظيمي في الأنسجة المختلفة ، ثم أجروا مقارنات تطورية بين الإنسان والشمبانزي والغوريلا. "نحن نعرف الآن المناطق المختارة بشكل إيجابي التي تتحكم في التعبير الجيني في الدماغ البشري. وكلما عرفنا المزيد عن الجينات التي تتحكم فيها ، زاد فهمنا للإدراك والتطور بشكل كامل ، وكلما كان هناك مجال أكبر للعمل على هذا الفهم "، يختتم مارك روبنسون-ريكافي.

الاختيار الإيجابي: إشارة إلى الأهمية الوظيفية للطفرة

معظم الطفرات الجينية العشوائية لا تفيد ولا تؤذي الكائن الحي: فهي تتراكم بمعدل ثابت يعكس مقدار الوقت المنقضي منذ أن كان لنوعين من الكائنات الحية سلف مشترك. في المقابل ، يمكن أن يعكس التسارع في هذا المعدل في جزء معين من الجينوم اختيارًا إيجابيًا للطفرة التي تساعد الكائن الحي على البقاء والتكاثر ، مما يجعل الطفرة أكثر احتمالية لانتقالها إلى الأجيال القادمة. غالبًا ما تكون العناصر التنظيمية للجينات عبارة عن عدد قليل من النيوكليوتيدات طويلة ، مما يجعل تقدير معدل تسارعها صعبًا بشكل خاص من وجهة نظر إحصائية.


عمل الدماغ وتصوير الدماغ

الملخصتم استخدام التصوير الوظيفي للدماغ باستخدام التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني والتصوير بالرنين المغناطيسي على نطاق واسع لرسم خريطة للتغيرات الإقليمية في نشاط الدماغ. تعتمد الإشارة المستخدمة من قبل كلتا الطريقتين على التغيرات في الدورة الدموية المحلية والتمثيل الغذائي (عمل الدماغ). لقد تطور فهمنا لبيولوجيا الخلية لهذه التغييرات بشكل كبير في العقد الماضي. ظهرت رؤى جديدة حول دور الخلايا النجمية في نقل الإشارات ، كما ظهر تقدير للمساهمة الفريدة لتحلل السكر الهوائي في استقلاب طاقة الدماغ. وبالمثل ، فإن فهمنا للعمليات الفسيولوجية العصبية المسؤولة عن إشارات التصوير قد تقدم من افتراض أن نشاط (خرج) العصبونات المتصاعد هو الأكثر صلة بواحد يركز على مدخلاتها. أخيرًا ، لقد نبهنا التصوير العصبي ، بمنظوره الأيضي الفريد ، إلى النشاط الداخلي المستمر والمكلف داخل أنظمة الدماغ والذي يمثل على الأرجح الجزء الأكبر من النشاط الوظيفي للدماغ.


النتائج

ساعةΔ 19 الفئران لديها زيادة في إطلاق خلايا الدوبامين VTA في المختبر، والذي يتم عكسه بواسطة علاج الليثيوم المزمن

سابقا وجدنا استخدام في الجسم الحي تسجيلات الحيوانات المخدرة التي كانت هناك زيادة في نشاط الدوبامين وأحداث الانفجار في منطقة VTA في ساعةΔ19 فأرًا مقارنة بزملائه من النوع البري (McClung et al ، 2005). لتحديد ما إذا كان النشاط المتزايد لا يزال في حالة عدم وجود مدخلات من مناطق أخرى ، استخدمنا تسجيلات المشبك التصحيح في شرائح الإكليل التي تحتوي على VTA. بالاتفاق مع النتائج السابقة التي توصلنا إليها ، هناك زيادة في معدل إطلاق الخلايا العصبية الدوبامينية الفردية والاحتمال التراكمي لتكرار معدل إطلاق النار في شرائح من ساعةΔ19 الفئران مقارنةً بعناصر التحكم من النوع البري ، مما يشير إلى أن معدلات إطلاق النار المتزايدة هي نتيجة للتغيرات المحلية في VTA (الشكل 1 ب و ج).

يعمل العلاج المزمن بالليثيوم على تطبيع الاستثارة المتزايدة في المنطقة القطنية البطنية (VTA) في عصبونات الدوبامين في ساعةΔ19 فأرة. (أ) تتبعات عينة ومسامير للتسجيلات خارج الخلية في شريحة VTA. (ب) الاحتمال التراكمي للتردد ، و (ج) تظهر البيانات الكمية أن معدل إطلاق VTA قد زاد بشكل كبير في ساعةΔ19 فأرًا ، والتي انخفضت عن طريق العلاج بالليثيوم. لم يغير العلاج بالليثيوم معدل إطلاق VTA في الفئران البرية. *** ص& lt0.0001 (تحليل التباين أحادي الاتجاه (ANOVA) ، ن= 34-58 خلية من 5 إلى 7 فئران لكل مجموعة).

لتحديد ما إذا كان علاج الليثيوم المزمن يعيد معدلات إطلاق خلايا الدوبامين المناسبة إلى ساعةΔ19 فأرًا ، عالجنا هذه الفئران ، جنبًا إلى جنب مع زملائه من النوع البري ، مع 10 أيام من كلوريد الليثيوم (600 مجم / لتر) كما تم إجراؤه سابقًا (Roybal et al ، 2007). ثم أخذنا شرائح تحتوي على VTA وقمنا بقياس نشاط خلية الدوبامين. وجدنا أن علاج الليثيوم المزمن قلل بشكل كبير من معدلات إطلاق الخلايا العصبية الدوبامين الفردية إلى مستويات من النوع البري في ساعةΔ 19 فأرًا ، ولكن لم يكن لها تأثير كبير على معدلات إطلاق الخلايا العصبية الدوبامين في زملائه من النوع البري (الشكل 1 أ-ج). هذه النتائج تظهر ذلك ساعة19 فأرًا لديها زيادة في نشاط الدوبامين في منطقة VTA ، والتي يتم استعادتها إلى مستويات من النوع البري عن طريق علاج الليثيوم المزمن.

يقلل علاج الليثيوم من مستويات الدوبامين NAc في ساعةΔ 19 فأر

قمنا بقياس مستويات الدوبامين ومستقلباته ، DOPAC ، 3-MT ، و HVA في أنسجة NAc من ساعةΔ19 والفئران البرية إما مع أو بدون علاج بالليثيوم المزمن. لقد وجدنا أن ساعة19 الفئران لديها زيادة ∼ 19٪ في مستويات الدوبامين مقارنة مع زملائه من النوع البري (الجدول 1). بالاتفاق مع بيانات الفيزيولوجيا الكهربية ، أدى العلاج بالليثيوم المزمن إلى انخفاض كبير في مستويات الدوبامين في ساعةΔ19 فأرًا ، لكن لم يكن لها أي تأثير على الفئران من النوع البري (الجدول 1). علاوة على ذلك ، يؤدي علاج الليثيوم إلى انخفاض كبير في مستويات DOPAC و 3-MT و HVA فقط في ساعةΔ19 فأرة.

ساعةΔ 19 الفئران لديها انخفاض في حجم خلايا الدوبامين ، والتي يتم إنقاذها عن طريق علاج الليثيوم المزمن

أردنا تحديد ما إذا كان هناك أي أنماط ظاهرية خلوية أو شكلية ربما تكون مسؤولة عن إنتاج نشاط الدوبامين المتزايد والسلوك الشبيه بالجنون في ساعةΔ19 فأرًا ، والتي يتم عكسها أيضًا عن طريق علاج الليثيوم المزمن. أجرينا الكيمياء المناعية على VTA التي تحتوي على أقسام من ساعةΔ19 فأرًا ورفاق فضلات من النوع البري إما مع أو بدون 10 أيام من معالجة الليثيوم (600 مجم / لتر) في مياه الشرب لتلطيخ TH لتحديد الخلايا العصبية الدوبامين والهيستون H3 لتلطيخ النواة. ثم استخدمنا مجهرًا متحد البؤر وبرامج مجسمة لقياس الخصائص المختلفة للخلايا. وجدنا أن سوما من خلايا الدوبامين في VTA من ساعةكان لدى الفئران 19 حجمًا مخفضًا (∼ 20 ٪) مقارنة بجسم خلايا الدوبامين من زملائه من النوع البري (الشكل 2 أ و ب). ومن المثير للاهتمام أن العلاج باستخدام الليثيوم المزمن أعاد حجم الخلايا إلى مستويات النوع البري. لتحديد ما إذا كانت هذه التغييرات تشير إلى انخفاض في حجم جميع الخلايا العصبية في الدماغ ، قمنا بقياس حجم مجموعة الخلايا العصبية غير الدوبامينية. لقد اخترنا المنطقة الفرعية للحصين حيث لا توجد خلايا عصبية للدوبامين في هذه المنطقة ، وهي مميزة من الناحية التشريحية ويمكن التعرف عليها في أقسام الدماغ الفردية. لم نجد فرقًا في حجم الخلايا العصبية في المنطقة الفرعية للحصين بينهما ساعةΔ 19 فأرًا وزملائه من النوع البري (الشكل 2 ج) ، مما يشير إلى أن التغيير في الحجم ليس عالميًا وربما يكون خاصًا بخلايا الدوبامين العصبية.

ساعةΔ19 من الفئران المتحولة لها حجم سوما أصغر لخلية الدوبامين ، والتي يتم استعادتها بمعالجة الليثيوم (أ) الخلايا العصبية الدوبامين التمثيلية الملطخة بالهيستون H3 (أحمر) والأجسام المضادة TH (أصفر: أحمر + أخضر). (ب) سوما من الخلايا العصبية الدوبامين ساعةتعد الفئران الطافرة Δ19 أصغر بكثير من سوما الخلية من نفس نوع الخلايا العصبية في رفقاء القمامة من النوع البري (* ص& lt0.05 عن طريق تحليل التباين (ANOVA) ، ن= 5-8 فئران لكل مجموعة ، 7-10 خلايا لكل حيوان). تحت علاج الليثيوم ، وحجم سوما الخلايا من ساعة تعود الفئران المتحولة بشكل ملحوظ إلى مستوى النوع البري غير المعالج (* ص& lt0.05 بواسطة ANOVA ، ن= 5 فئران لكل مجموعة ، 7-10 خلايا لكل حيوان). لا يوجد فرق كبير بين الفئران البرية المعالجة بالماء أو الليثيوم. (ب) الخلايا العصبية غير الدوبامينية في المنطقة الفرعية للحصين لها نفس الحجم في ساعةΔ19 من الفئران المتحولة مقارنة بزملائها من النوع البري (ن= 5 فئران لكل مجموعة ، 10 خلايا لكل حيوان).

يعكس التعبير عن HSV-Kir2.1 في VTA معدل إطلاق النار والتشوهات المورفولوجية للخلايا العصبية الدوبامين في ساعةΔ 19 فأر

نظرًا لأن العلاج المزمن بالليثيوم يعكس كلا من زيادة إطلاق خلايا الدوبامين والسلوكيات الشبيهة بالجنون في ساعةΔ 19 فأرًا ، يشير هذا إلى أن التغيرات في نشاط الدوبامين قد تنظم هذه الاستجابات السلوكية. ومع ذلك ، من المعروف أن الليثيوم له العديد من التأثيرات في العديد من مناطق الدماغ المختلفة ، وهذه التغييرات في نشاط الدوبامين قد لا تكون ذات صلة بأفعال الليثيوم. لاختبار أهمية نشاط الدوبامين في السلوك المرتبط بالمزاج والقلق بشكل مباشر ، استخدمنا ناقل HSV ، والذي يحتوي على الوحدة الفرعية لقناة البوتاسيوم Kir2.1. تم استخدام هذا الفيروس كأداة في دراسات سابقة من قبل مجموعات أخرى للتلاعب بمعدل إطلاق الخلايا العصبية في مناطق الدماغ المتميزة بما في ذلك منطقة VTA (Dong et al ، 2006 Krishnan et al ، 2007). عندما يتم التعبير عنها في VTA of ساعة19 فأرًا ، يجب أن يقلل هذا الفيروس من معدل إطلاق الخلايا العصبية للدوبامين ، ويحاكي تأثيرات علاج الليثيوم المزمن على هذه الفئران. في الواقع ، عندما عبرنا عن هذا الفيروس مباشرة في منطقة VTA للبالغين ساعةΔ19 فأرًا (الشكل 3 أ) ونشاط خلية الدوبامين المقاس (الشكل 3 ب و ج) ، وجدنا أن هناك انخفاضًا كبيرًا في معدل إطلاق النار مشابهًا في الحجم للدراسات المنشورة سابقًا باستخدام الحيوانات البرية (كريشنان وآخرون ، 2007 ) ، وهذا الانخفاض في إطلاق النار مماثل لتلك الناتجة عن معالجة الليثيوم (كما هو موضح في الشكل 1).

التعبير عن فيروس الهربس البسيط (HSV) - Kir2.1 يقلل من معدل إطلاق الخلايا العصبية الدوبامين ويعيد حجم الخلية المناسب في المنطقة السقيفية البطنية (VTA) من ساعةΔ19 فأرة. (أ) رسم تخطيطي يُظهر قسمًا إكليليًا من دماغ الفأر يحتوي على VTA ، جنبًا إلى جنب مع صورة تمثيلية (أسفل اليسار) تُظهر تكبيرًا × 4 لاستهداف VTA الخاص بـ HSV عن طريق الجراحة التجسيمية بعد 4 أيام. في أسفل اليمين ، تم دمج الخلايا العصبية الدوبامين التمثيلية المحصنة ببروتين الفلورسنت الأخضر المحسن (EGFP) والأجسام المضادة والتيروزين هيدروكسيلاز (TH) لرؤية التلوين باستخدام مجهر متحد البؤر. (ب) تتبعات عينة ومسامير للتسجيلات خارج الخلية في شريحة VTA. (ج) تقلل عدوى HSV-Kir2.1 من معدل إطلاق الخلايا العصبية للدوبامين عند مقارنتها بكليهما ساعةΔ19 حيوانًا مصابًا بفيروس HSV-GFP والخلايا العصبية المجاورة غير المصابة في ساعةΔ 19 حيوانًا مصابًا بفيروس HSV-Kir2.1. ** ص& lt0.01 (أنوفا أحادية الاتجاه ، ن= 7-15 خلية من 5 إلى 7 فئران لكل مجموعة). (د) حجم سوما من خلايا الدوبامين ساعةΔ19 الفئران المتحولة المحقونة بـ HSV-Kir2.1 في VTA أكبر من خلايا المسوخات التي تم حقنها بـ HSV-GFP (** ص& lt0.01 بواسطة ر-اختبار، ن= 4-5 فئران لكل مجموعة ، 25-35 خلية لكل مجموعة).

لتحديد تأثيرات قناة HSV-Kir2.1 على مورفولوجيا خلايا الدوبامين في ساعةΔ19 فأرًا ، أجرينا كيمياء مناعية متبوعة بقياسات مجسمة لـ ساعةΔ19 شريحة دماغية تعبر إما عن قناة HSV-Kir2.1 أو HSV-GFP. كانت الخلايا العصبية الدوبامين المصابة بالفيروس قابلة للاكتشاف بسهولة من خلال وضع العلامات المشتركة على TH و GFP. على غرار علاج الليثيوم المزمن ، وجدنا أن التعبير عن Kir2.1 يؤدي الجين إلى زيادة حجم الخلايا العصبية الدوبامين في ساعةΔ19 فأرة (الشكل ثلاثي الأبعاد). تظهر هذه النتائج أن تعبير HSV-Kir2.1 ينتج تغييرًا في كل من مورفولوجيا خلية الدوبامين والنشاط الذي يحاكي بشكل فعال إجراءات الليثيوم على ساعةΔ19 فأرة.

انخفاض نشاط الدوبامين في ساعةيرتبط Δ 19 فأرًا باستجابة منخفضة للحركة الحركية للجدة

لتحديد ما إذا كان هناك انخفاض في معدل إطلاق الخلايا العصبية الدوبامين في منطقة VTA ساعةΔ19 فأرًا كافية لتغيير فرط نشاطها ، قمنا بحقن فيروس HSV-Kir2.1 في VTA للفئران المتحولة وقمنا بقياس استجابتها الحركية لبيئة جديدة. لقد وجدنا أن ساعةكانت الفئران Δ19 المحقونة بـ HSV-Kir2.1 لديها نشاط حركي أقل خلال فترة ساعتين استجابةً لبيئة جديدة (الشكل 4 ب). عند فحص الشعاع يتكسر على مدار ساعتين كاملتين ، من الواضح أن الاستجابة الحركية لا تختلف عن الفئران المصابة بـ HSV-GFP خلال العشرين دقيقة الأولى ومع ذلك ، فإن Kir2.1 مصاب ساعةيبدو أن الفئران Δ19 تتأقلم مع البيئة بسهولة أكبر على مدار التجربة من الفئران المحقونة بفيروس تحكم HSV-GFP (الشكل 4 أ). كانت الفئران من النوع البري المصابة بفيروس HSV-GFP أو HSV-Kir2.1 أقل نشاطًا بشكل عام مقارنة بالفيروس ساعةΔ19 فأرًا ، كما تم وصفه سابقًا (إيستون وآخرون ، 2003 Roybal وآخرون ، 2007) ، ولم يكن لفيروس Kir2.1 أي تأثير على نشاطهم الحركي (الشكل 4). الأهم من ذلك ، عندما ساعةتم اختبار 19 فأرًا تم حقنها بفيروس HSV-Kir2.1 على العضو الدوار ، ولا يمكن تمييزها عن الفئران المحقونة بفيروس التحكم ، مما يدل على أنها لا تعاني من عجز في التنسيق الحركي (البيانات غير معروضة) ، ولكن لديها انتقائية انخفاض في النشاط الاستكشافي.

ترتبط معدلات إطلاق الخلايا الدوبامينية ارتباطًا مباشرًا بالاستجابة المفرطة النشاط للجدة في ساعةΔ19 فأرة. (أ) تم تحديد النشاط الحركي والتعود على الحداثة من خلال عدد فواصل الحزمة التي قام بها فيروس الهربس البسيط (HSV) - المحقون ساعةΔ19 والفئران من النوع البري في بيئة جديدة تقاس في صناديق 5 دقائق على مدى ساعتين. (ب) HSV-Kir2.1 حقنة ساعةأظهرت Δ19 فأرًا مستويات نشاط حركي أقل بكثير من الفئران المحقونة بالبروتين الفلوري الأخضر HSV (** ص& lt0.001 تحليل التباين (ANOVA) ، ن= 5-10). هناك فرق كبير في النشاط الحركي بين النوع البري و ساعةΔ 19 فأرًا تم حقنها باستخدام HSV-GFP (ص& lt0.001).

تطبيع نشاط الدوبامين في ساعةΔ 19 فأرًا يؤدي إلى انخفاض في السلوك المرتبط بالقلق

أردنا تحديد ما إذا كان تعبير HSV-Kir2.1 بتنسيق ساعةΔ 19 فأرًا ستؤدي إلى تطبيع السلوك المرتبط بالقلق ، والذي كان مشابهًا لعلاج الليثيوم المزمن (Roybal et al ، 2007). هنا ، استخدمنا كلاً من اختبارات الظلام / الضوء والمرتفعة بالإضافة إلى المتاهة ، وهي مقاييس قياسية للسلوك المرتبط بالقلق ، وقد تم التحقق من صحتها في العديد من الدراسات السابقة باستخدام الأدوية المزيلة للقلق. على غرار نتائجنا السابقة ، وجدنا أن حقن HSV-GFP ساعةتُظهر الفئران 19 سلوكًا استكشافيًا أو مزيلًا للقلق أكبر في كلا الاختبارين مقارنة بالفئران البرية (الشكل 5). بالإضافة إلى ذلك ، وجدنا أن ملف ساعةأمضت الفئران Δ19 المحقونة بـ HSV-Kir2.1 وقتًا أقل على الجانب الخفيف من اختبار الظلام / الضوء (الشكل 5 أ) ووقتًا أقل على الذراع المفتوحة للمتاهة المرتفعة (الشكل 5 ب) مقارنةً بالحقن HSV-GFP ساعةΔ 19 فأرًا ، مما يشير إلى أن انخفاض نشاط الدوبامين يسبب القلق في هذه الفئران. لدينا ثقة كبيرة في أن هذه النتائج تمثل تغيرات حقيقية في السلوك المرتبط بالقلق وليست بسبب التغيرات في النشاط الحركي لأنها متسقة بين كلا المقياسين ، ولأن اختباراتنا للاستجابة الحركية للحداثة (كما هو مذكور أعلاه) لم تجد فرقًا في الاستجابة الحركية الأولية لبيئة جديدة بين الحيوانات المحقونة HSV-Kir2.1- و HSV-GFP. تم إجراء هذين القياسين المتعلقين بالقلق في غضون 10-15 دقيقة ، وهو وقت لا يوجد فيه فرق بين المجموعات ، وتظهر الحيوانات المحقونة HSV-Kir2.1 حتى زيادة طفيفة ، وإن كانت غير مهمة ، في الاستجابة الحركية للحداثة . ومن المثير للاهتمام ، أن تعبير HSV-Kir2.1 في الحيوانات البرية لم يكن له تأثير كبير في الوقت في الأذرع المفتوحة للمتاهة المرتفعة زائد (الشكل 5 ب) ، ومع ذلك ، كانت هناك زيادة كبيرة في الوقت الذي يقضيه في الضوء في الظلام / اختبار الضوء (الشكل 5 أ) ، مما يشير إلى أن انخفاض نشاط الدوبامين في الحيوانات البرية قد يؤدي إلى استجابة طفيفة لمزيل القلق.

يؤدي تقليل معدل إطلاق خلايا الدوبامين إلى انخفاض سلوك "المخاطرة" في ساعةΔ19 فأرة. (أ) حقن فيروس الهربس البسيط (HSV) ساعةتم إخضاع الفئران Δ19 والفئران البرية (WT) لاختبار الظلام / الضوء وتم قياس الوقت الذي يقضيه على جانب الضوء. أمضت الفئران الطافرة المحقونة HSV-Kir2.1 وقتًا أقل في الجانب الخفيف مقارنة بالفئران المحقونة بالبروتين الفلوري الأخضر HSV. قضت الفئران المحقونة HSV-Kir2.1 من النوع البري وقتًا أطول بكثير في الجانب الخفيف من الفئران المحقونة WT HSV-GFP (ن=9–15, * ص& amp ؛ أمبير ؛ 0.05 عن طريق تحليل التباين (ANOVA)). هناك فرق كبير في الوقت الذي يقضيه في المنطقة المضاءة بين النوع البري و ساعةΔ 19 فأرًا تم حقنها باستخدام HSV-GFP (ص& lt0.05). (ب) حقن HSV ساعةتعرضت الفئران Δ19 و WT لاختبار متاهة زائد مرتفع. تم تحديد الوقت الذي يقضيه في الذراعين المفتوحين بواسطة برنامج تتبع الفيديو. قضت الفئران المتحولة المحقونة HSV-Kir2.1 وقتًا أقل بكثير في الذراع المفتوحة مقارنة بالفئران المحقونة HSV-GFP (ن=10–20, * ص& lt0.05 بواسطة ANOVA). هناك فرق كبير في الوقت الذي يقضيه على الذراع المفتوحة بين النوع البري و ساعةΔ 19 فأرًا تم حقنها باستخدام HSV-GFP (ص& lt0.001).

انخفاض نشاط الدوبامين في منطقة VTA من ساعةΔ 19 الفئران ليست كافية لاستعادة السلوك السليم المرتبط بالمزاج

لتحديد ما إذا كان هناك انخفاض في إطلاق خلايا الدوبامين في منطقة VTA لـ ساعةΔ19 الفئران سوف تلخص آثار الليثيوم المزمن على السلوكيات المرتبطة بالاكتئاب في ساعةΔ19 فأرًا ، أخضعنا الفئران HSV-Kir2.1 والفئران المحقونة بـ HSV-GFP إلى نماذج FST والعجز المكتسب (LH). هذه الاختبارات هي مقاييس لليأس السلوكي أو السلوك "العاجز" في بيئة مرهقة وتم التحقق من صحتها على نطاق واسع باستخدام الأدوية المضادة للاكتئاب. في FST ، تم حساب كل من زمن الوصول إلى عدم الحركة والوقت الإجمالي للحركة ، وفي LH تم حساب كل من زمن الوصول للهروب والفشل في الهروب. على الرغم من أن التعبير عن HSV-Kir2.1 كان كافياً لتغيير الاستجابة الحركية للسلوك المرتبط بالحداثة والقلق في ساعة19 فأرًا (الشكلان 4 و 5) ، لم يكن كافيًا تغيير السلوك المرتبط بالاكتئاب في FST أو LH في نفس الحيوانات (الشكل 6). ومن المثير للاهتمام ، على الرغم من أن النتائج لم تصل إلى دلالة إحصائية ، إلا أن تعبير Kir2.1 في الحيوانات البرية أنتج اتجاهًا نحو الاستجابة المضادة للاكتئاب في اختبار LH (الشكل 6).

السلوك الشبيه بالاكتئاب ساعةΔ19 فأرًا لا تتأثر بفيروس الهربس البسيط (HSV) - عدوى كير 2.1 (أ ، ب) حقنة فيروس الهربس البسيط ساعةتم إخضاع الفئران Δ19 والفئران البرية (WT) لاختبار السباحة القسري (FST). (أ) تم تحديد الكمون لعدم الحركة عند حدوث أول توقف لجميع الحركات لمدة 3 ثوانٍ. لم يكن هناك فرق في الكمون لعدم الحركة لوحظ بين الفئران المصابة بالبروتين HSV-Kir2.1 و HSV-green fluorescent (ن= 9-20). (ب) تم قياس إجمالي عدم الحركة في FST ولم يكن هناك فرق في إجمالي الوقت غير المتحرك بين الفئران المحقونة HSV-Kir2.1- و HSV-GFP (ن= 10-20). يختلف زمن الوصول إلى عدم الحركة والوقت الإجمالي للحركة اختلافًا كبيرًا بين النوع البري و ساعةΔ 19 فأرًا تم حقنها باستخدام HSV-GFP (ص& lt0.01 عن طريق تحليل التباين ثنائي الاتجاه (ANOVA)). (ج ، د) ساعةتعرضت الفئران Δ19 و WT لنموذج العجز المكتسب. (ج) لم يكن زمن الهروب مختلفًا بشكل كبير بين الفئران المحقونة HSV-Kir2.1 و HSV-GFP. (د) تم حساب عدد حالات فشل الهروب ولم يكن هناك فرق كبير بين الفئران المحقونة HSV-Kir2.1- و HSV-GFP. (ن=6–10).


يكشف مسح الدماغ عن الفرق بين البشر البدائيون ونحن

يقول الباحثون الآن إن المواليد الجدد من إنسان نياندرتال لديهم أدمغة مماثلة للرضع البشريين ، على الرغم من أن التغييرات الصارخة بدأت تظهر بعد الولادة مباشرة ، بحيث أنه بحلول عام واحد ، سيكون لدى الطفلين نوافير مختلفة جدًا وربما ينظران إلى العالم بشكل مختلف.

يمكن أن تسلط هذه النتائج الجديدة الضوء على الكيفية التي قد يفكر بها أقرب أقربائنا المنقرضين بشكل مختلف عنا ، وتكشف عن تفاصيل حول تطور أدمغتنا.

كشفت الدراسات السابقة لجماجم إنسان نياندرتال أن أدمغتهم كانت مماثلة في الحجم لدماغنا. هذا يشير إلى أنهم ربما يمتلكون قدرات عقلية مماثلة للإنسان الحديث.

ومع ذلك ، كانت أدمغة إنسان نياندرتال البالغة ذات شكل مختلف عن أدمغتنا و [مدش] كانت أدمغتهم أقل كروية وأكثر استطالة. كان هذا الشكل الممدود في الواقع هو المعيار لأكثر من مليوني سنة من التطور البشري ، ويمكن رؤيته في الشمبانزي أيضًا. [10 أشياء لا تعرفها عن الدماغ]

مقارنة عمليات المسح

لمعرفة المزيد حول الوقت الذي بدأت فيه الاختلافات في شكل الدماغ بالظهور لأول مرة في التطور ، ابتكر الباحثون بصمات افتراضية لـ 11 أدمغة إنسان نياندرتال ، بما في ذلك حديثي الولادة ، بناءً على الأشعة المقطعية لجماجمهم.

تتشابه أدمغة النياندرتال والرضع البشريين حديثي الولادة تقريبًا ، وكلاهما يمتلك دماغًا ممدودًا نسبيًا ، من المحتمل أن يساعد في الوصول إلى قناة الولادة ، والتي تتشابه تقريبًا في الشكل في كلا النوعين. ومع ذلك ، بعد الولادة ، وخاصة في السنة الأولى من الحياة ، تبدأ أدمغتنا وعقولهم في التباعد ، وأصبحت عقول البشر المعاصرين أكثر كروية.

"لقد فوجئت برؤية مدى قوة هذا الاختلاف ، على الرغم من ارتباط الإنسان الحديث وإنسان نياندرتال ارتباطًا وثيقًا ، والاختلافات الجينية طفيفة جدًا ،" قال الباحث فيليب جونز ، عالم الأنثروبولوجيا القديمة في معهد ماكس بلانك للأنثروبولوجيا التطورية في لايبزيغ ، ألمانيا ، قال LiveScience.

لذلك فإن البشر المعاصرين يبتعدون عن نمط الأسلاف لتطور الدماغ الذي يفصل بين جنسنا البشري والشمبانزي وجميع الأحافير البشرية ، بما في ذلك إنسان نياندرتال. قال جونز إن الشكل العام للدماغ ربما لا يكون له أهمية كبيرة في حد ذاته تجاه وظائف المخ ، "لكنني أقول إنه يعكس التغيرات في نمط وتوقيت نمو دوائر الدماغ الأساسية". هذا التنظيم الداخلي للدماغ هو الأكثر أهمية بالنسبة للقدرة العقلية.

قال غونز: "في البشر المعاصرين ، تعتبر الروابط بين مناطق الدماغ المتنوعة التي تم إنشاؤها في السنوات الأولى من الحياة مهمة للوظائف الاجتماعية والعاطفية والتواصلية العليا". "لذلك من غير المرجح أن يرى إنسان نياندرتال العالم كما نراه نحن."

الاختلافات الجينية

قد تساعد هذه النظرة الجديدة حول نمو الدماغ البشري في تفسير نتائج مقارنة حديثة بين الإنسان البدائي والجينوم البشري الحديث.

وقال جونز: "فقط عدد قليل من الجينات تفصل بين البشر المعاصرين والنياندرتال ، وبعضها مرتبط بالدماغ. ما تشير إليه نتائجنا هو أن هذه الجينات قد تكون مرتبطة بسرعة ونمط نمو الدماغ."

حذر جونز من أنه من المهم ملاحظة أن "جميع التفسيرات حول الإدراك النياندرتالي ستكون دائمًا تخمينية إلى حد ما". "ما يمكن أن يسمح به بحثنا هو دراسة ما يفصل الإنسان الحديث عن إنسان نياندرتال ، لمعرفة شيء ما عن أنفسنا وربما شيء عن إنسان نياندرتال أيضًا."

قام العلماء بتفصيل النتائج التي توصلوا إليها في عدد 9 نوفمبر من مجلة Current Biology.


الاهتمام من أسفل إلى أعلى ومن أعلى إلى أسفل: عمليات مختلفة وأنظمة عصبية متداخلة

الدماغ محدود في قدرته على معالجة جميع المحفزات الحسية الموجودة في العالم المادي في أي وقت ويعتمد بدلاً من ذلك على العملية المعرفية للانتباه لتركيز الموارد العصبية وفقًا لحالات الطوارئ في الوقت الحالي. يمكن تصنيف الانتباه إلى وظيفتين متميزتين: الاهتمام التصاعدي ، والإشارة إلى التوجيه المتعمد من خلال عوامل مدفوعة خارجيًا إلى المنبهات البارزة بسبب خصائصها المتأصلة بالنسبة إلى الخلفية والاهتمام من أعلى إلى أسفل ، في إشارة إلى التوجيه الداخلي للانتباه القائم على المعرفة السابقة والخطط المتعمدة والأهداف الحالية. على مدى السنوات القليلة الماضية ، تم اكتساب رؤى حول الدوائر العصبية وآليات الاهتمام من أسفل إلى أعلى ومن أعلى إلى أسفل من خلال التجارب الفسيولوجية العصبية. يؤثر الانتباه على متوسط ​​معدل إطلاق الخلايا العصبية بالإضافة إلى تباينه وارتباطه عبر الخلايا العصبية. على الرغم من أن العمليات المتميزة تتوسط في توجيه الانتباه بناءً على عوامل من أسفل إلى أعلى ومن أعلى إلى أسفل ، إلا أن الجهاز العصبي المشترك ، الشبكة الأمامية الجدارية ، ضروري في كلا النوعين من عمليات الانتباه.

الكلمات الدالة: التلم داخل الجداري الفسيولوجيا العصبية الخلفية الجدارية قبل الجبهية.


1 إجابة 1

لقد تلقيت بعض التعليقات الرائعة من المستخدمين البارعين في علم الأعصاب لدينا والتي تشير إلى الطرق التي يمكن من خلالها تفسير هذا السؤال على أنه صعب بشكل خاص أو ربما لا يمكن الإجابة عليه. ومع ذلك ، أعتقد أن هناك فهمًا أساسيًا ومحدودًا لسؤالك يأخذ في الاعتبار عدم إلمامك الذاتي بعلم الأدوية العصبية ويسمح بإجابة جيدة تمامًا على مستوى المقدمة. أنا لست متخصصًا في هذا - أنا طبيب نفساني ، لكنني أكثر تخصصًا في علم الأعصاب - لكنني سأتدخل في الأمر على أي حال.

الناهضات تنشط المستقبلات الخلوية. تنتج المستقبلات المثيرة إمكانات ما بعد المشبكية المثيرة (EPSPs) ، أي أنها تشجع الخلايا العصبية (التي هي مكوناتها) على "إطلاق". ومن هنا تأتي الإجابة البسيطة: أي ناهض للمستقبلات المثيرة للخلايا العصبية يزيد من معدل إطلاقه بحكم التعريف.

الغلوتامات هو ناقل عصبي مثير. يرتبط بمستقبلات الجلوتامات ، مما يزيد من احتمالية أو تكرار إمكانات الفعل (أي أحداث إطلاق النار) في الخلايا العصبية عند تنشيطها. تلعب مستقبلات NMDA (نوع من مستقبلات الغلوتامات) دورًا في التقوية طويلة المدى (تزيد بشكل فعال من احتمالية إطلاق النار ومعايير أخرى لقوة التشابك) ، وبالتالي فإن تأثيرات الغلوتامات تفوق نشاطها المباشر في بعض الأحيان.

تسرد ويكيبيديا العديد من ناهضات NMDA ، وبعضها موصوف كأدوية يتم تناولها. D-Cycloserine له تطبيقات في علاج القلق والإدمان. However, there is a balance to maintain, and the objective of medication is generally to restore a normative balance given some abnormality or damage.

Excitotoxicity due to excessive glutamate release and impaired uptake occurs as part of the ischemic cascade and is associated with stroke, [4] autism, some forms of intellectual disability, and diseases like amyotrophic lateral sclerosis, lathyrism, and Alzheimer's disease. [4][14]

Evidently treating Alzheimer's isn't as simple as increasing EPSPs – that might even be a move in the wrong direction. Nicotine may help with Alzheimer's, but the mechanism is more complex:

While tobacco smoking is associated with an increased risk of Alzheimer's disease, [85] there is evidence that nicotine itself has the potential to prevent and treat Alzheimer's disease. [86] . A study has shown a protective effect of nicotine itself on neurons due to nicotine activation of α7-nAChR and the PI3K/Akt pathway which inhibits apoptosis-inducing factor release and mitochondrial translocation, cytochrome c release and caspase 3 activation. [90]

It would seem nicotine's direct action is agonistic, but its mediated effect is antagonistic, and that's the effect that matters for Alzheimer's outcomes. Another wrinkle to nicotine's pharmacology is its agonistic role with acetylcholine, a neurotransmitter that plays excitatory and inhibitory roles for different purposes. This demonstrates the practical complexity of action potentials' causes and consequences.


3 Formulation of Slopes of the Firing Rate

Let us begin by quantifying two slopes of the firing rate curve with respect to the parameters of and أنا in the 2DHR model in order to study changes of the repetitive firing rate in the bifurcation transitions. The slopes of the firing rate curve are represented as functions related to the PRC. The PRC, one of the firing properties widely used in computational neuroscience, is theoretically derived with the so-called phase reduction method. This method can derive a phase equation in which perturbations of and أنا on the slow timescale ( ⁠⁠ ) are averaged over a period of the unperturbed dynamics on the fast timescale ( ⁠⁠ ). The derivation of the phase equation is referred to in Hoppensteadt and Izhikevich (1997), Mehrotra and Sangiovanni-Vincentelli (2004), and Schwemmer and Lewis (2012).

lQEtAvAWg__&Key-Pair-Id=APKAIE5G5CRDK6RD3PGA" /> and with and ⁠ . This is due to the fact that in numerical calculations, it is difficult to obtain the exact values of both slopes of the firing rate curve, which will be raised at the beginning of the next section.


شاهد الفيديو: القدرة الهائلة للمخ البشري (قد 2022).


تعليقات:

  1. Constantine Dwyne

    لا أعرف ماذا هنا ويمكننا أن نقول

  2. Scrydan

    أيضا ما في هذه الحالة من الضروري القيام به؟

  3. Innis

    أعتقد أنك ترتكب خطأ. أرسل لي بريدًا إلكترونيًا إلى PM ، سنتحدث.

  4. Daikinos

    نفس...

  5. Jansen

    بدون اي شك.

  6. Halley

    في رأيي ، هذا واضح. لقد وجدت إجابة سؤالك في google.com



اكتب رسالة