Исследователи из Квинсленда и США сделали уникальное открытие о том, как мозг вычисляет сенсорную информацию.
Исследование, проведенное учеными в Институте мозга Квинсленда (QBI) в Университете Квинсленда (UQ) и Медицинском институте Говарда Хьюза в США, было проведено для лучшего понимания того, как схемы нервных клеток лежат в основе поведения.
Используя современную оптическую визуализацию на животных моделях, исследовательская группа смогла определить один нейрон в неокортексе, который сигнализировал о сенсорном поведении.
Это привело к открытию того, что активные процессы в тонких дендритных придатках отвечают за интеграцию сенсорных и моторных сигналов.
«Мы давно знаем, что активные дендриты обеспечивают нейроны мощными возможностями обработки», – говорит член-корреспондент QBI Стивен Уильямс, который сотрудничал в исследовании.
«Однако мало известно о роли нейронных дендритов в поведенческих смежных схемах.
«Мы были приятно удивлены, обнаружив, что дендриты нервных клеток действуют во время поведения, чтобы реализовать интеграцию сенсорных и моторных сигналов», – сказал он.
Такая мультимодальная интеграция позволяет мозгу выполнять молниеносную скорость, позволяя животным реагировать на окружающую среду по отношению к существующим знаниям.
В престижном журнале «Природа» была опубликована статья под названием «Нелинейная дендритная интеграция сенсорных и моторных входов во время активной чувствительной задачи».
В статье исследователи демонстрируют, как новая глобальная дендритная нелинейность участвует в интеграции как сенсорного, так и моторного во время активного сенсорного поведения.
«На клеточном уровне такая интеграция объединяет сигналы двигателя, которые контролируют движение мышц, с сенсорными сигналами, обнаруженными из окружающей среды», – сказал доцент Уильямс.
Этот процесс позволяет животному предсказать, где произошел сенсорный сигнал относительно его движения.
«Например, у мышей одним из основных сенсорных модальностей является прикосновение усов», – сказал доцент Уильямс.
«Движение усов инициируется моторной корой, которая направляет проекцию на дистальные дендриты выходных нейронов в сенсорную область неокортекса.
«Когда сенсорный сигнал обнаружен и коррелирован с активностью двигательной коры, в дендритах генерируется большой выходной отклик, который представляет собой обнаружение объекта в координатах с центром в центре», – сказал он.