Wie das Gehirn die Hörzentrum Trägt Informationen Für Entscheidungen , Aktionen

Wenn ein Fußgänger hört das Kreischen der Bremsen eines Autos , muss sie entscheiden, und wenn ja, wie , als Reaktion zu bewegen. Wird die Aktion stattfindet Blocks entfernt, oder 20 Meter auf der linken Seite ?

Eine der wahrhaft ursprünglichen Mechanismen, die wir jeden Tag unseres Lebens ab - auf der Grundlage von Informationen, die von unserem Gehör gesammelt handeln - was ist seine Geheimnisse zu modernen Neurowissenschaften . Ein Team von Forschern aus Cold Spring Harbor Laboratory ( CSHL ) veröffentlicht heute experimentelle Ergebnisse in der Fachzeitschrift Naturwas sie beschreiben, wie überraschend. Die Ergebnisse geben Sie ein Schlüssel Teil des Puzzles , wie Säugetieren wirken auf der Grundlage solider Cues.

Es ist bekannt, dass erkannt ausgegeben, auf den die Ohren landen in einem Teil des Gehirns, die auditorischen Kortex , wo sie übersetzt werden - transduzierten - in Informationen, die Wissenschaftler nennen Darstellungen . Diese Darstellungen , die wiederum bilden die Informationsbasis , auf dem andere Teile des Gehirns können Entscheidungen und Ausgabebefehlefür spezifische Maßnahmen zu machen.

Was Wissenschaftler haben nicht verstanden, ist das, was zwischen der Hörrinde und Teile des Gehirns , die letztlich Befehle erteilen , sagen wir, für die Muskeln, um als Reaktion auf den Klang der kreischenden Bremsen, die Autos bewegen passiert. Um das herauszufinden, CSHL Professor Anthony Zador und Dr. Petr Znamenskiy ausgebildete Ratten, um Töne zu hören und Entscheidungen auf der Grundlage dieser Geräusche machen . Wenn ein Hochfrequenz -Schall gespielt wird, werden die Tiere belohnt , wenn sie nach links zu verschieben . Wenn der Ton ist niedriger Tonhöhe wird die Belohnung, wenn das Tier bewegt sich nach rechts gegeben .

Zum Striatum

Auf der einfachsten Ebene sagt Zador , " wir wissen, dass Schall in das Ohr kommen , und wir wissen, was kommt am Ende heraus - eine Entscheidung , " in Form einer Muskelbewegung . Die Überraschung , sagt er, ist das Ziel des von dem Tier verwendet werden, um diese Aufgabe zu einer Diskriminierung zwischen den Klängen von hohen und niedrigen Frequenzen , wie in Experimenten seiner Mannschaft zeigte erforderlichen Informationen .

"Es stellt sich heraus, die Informationen über eine bestimmte Untergruppe von Neuronen im auditorischen Kortex deren Axone eingereicht in einem anderen Teil des Gehirns , die so genannte Striatum spielt ", sagt Zador . Die klassische Serie von Experimenten , die Inspiration und ein Modell für diese Arbeit , an der Stanford Universität von William Newsome und Kollegen, die vorgesehen ist, ging es um die visuelle System von Primaten und hatte Zador führte zu analog , dass Vertretungen im auditorischen Kortex gebildet führen würde erwarten, andere Stellen innerhalb des Kortex.

Diese Versuche an Ratten haben Auswirkungen darauf, wie neuronale Schaltkreise Entscheidungen zu treffen, nach Zador . Auch wenn viele Neurone im auditorischen Kortex sind "abgestimmt" zu niedrige oder hohe Frequenzen , die meisten nicht ihre Informationen direkt an das Striatum zu übertragen. Vielmehr wird ihre Informationen durch eine viel kleinere Anzahl von Neuronen in der Nachbarschaft , die ihre " Stimmen " direkt zum Striatum vermittelnder .

"Das ist wie der Unterschied zwischen direkter Demokratie und der repräsentativen Demokratie , von der Art, die wir in den Vereinigten Staaten haben", erklärt Zador . " In einer direkten Demokratie -Modell , wie die auditorischen Kortex vermittelt Informationen zu dem Rest des Gehirns , würde jedes Neuron mit einem niedrigen oder hohen Ton aktiviert eine ' Stimme. ' Haben Da es Lärm in jeder Wahrnehmung , werden einige Minderheit von Neuronen "niedrig" zeigt an, wenn der Ton ist in der Tat " hoch " und umgekehrt . In der direkten Demokratie -Modell würde die Informationen zum Striatum für weitere Maßnahmen gesendet werden die Äquivalent einer einfachen Summe all dieser Stimmen .

" Im Gegensatz dazu - und das ist das, was wir festgestellt, dass der Fall zu sein - die Neuronen Registrierung " hoch " und " niedrig " werden von einer Fachuntergruppe von Neuronen in ihrem lokalen Umfeld , dargestellt, die wir könnten die Mitglieder des Kongresses oder des Electoral College vergleichen : diese wiederum übertragen die Stimmen der größeren Population an den Ort - in diesem Fall den Gehör Striatum - , in denen Entscheidungen getroffen und Maßnahmen ergriffen werden " .