Eine neue Studie von Forschern an der University of Oregon in der Zeitschrift Neuron veröffentlicht beschreibt eine Hirnkreislaufbei Mäusen , die helfen, zu erklären, wie die aktive Bewegung wirkt sich auf die Art und Weise das Gehirn sensorische Informationen .
" Frühere Studien haben Veränderungen in der Sehrinde von Mäusen im laufenden untersucht. Was war nicht bekannt war, wie sie laufen und Vision zusammen in erster Linie verbunden werden? " sagte Cristopher Niell , ein Biologie-Professor am Institut für Neurowissenschaften und der leitende Autor auf dem Papier " Identifizierung eines Hirnstamm SchaltregelVisuelle Cortical Staat Parallel mit Locomotion ".
Der " Aha-Erlebnis " , das die Studie inspiriert kam vor fünf Jahren , als Niell , als Postdoc in Michael Stryker Labor an der University of California, San Francisco, wurde die Prüfung der visuellen Wahrnehmung bei Mäusen. Er beobachtete, dass Lauf schien sich zu ändern , wie Nervenzellen im Gehirn feuerten .
" Wir fanden, dass Laufen die Größenordnung in visuellen Kortex der Maus die um etwa zweifach gedreht - die Signale im Wesentlichen doppelt so stark , wenn die Maus lief ", sagte Niell .
Diese erste Feststellung , was auf eine Geist-Körper- Verbindung in der Maus visuelle System , wurde im Neuron in 2010 veröffentlicht Im Anschluss an dieser Feststellung beantragt Niell Team zu neuronalen Schaltkreisen , die Bewegung und Vision miteinander verbinden könnten.
Die Forscher konzentrierten sich auf das Gehirn die Bewegungsmittelhirnregion(MLR) , die gezeigt wurde, dass Laufen und andere Formen der Aktivität bei vielen Arten zu vermitteln. Sie vermutet, dass die Nervenbahnen mit Ursprung in der MLR könnte eine Doppelrolle zu dienen - ein Signal auf das Rückenmark an die Fortbewegung zu initiieren , und ein anderes bis zu der Hirnrinde , drehen Sie die visuelle Antwort .
Verwendung optogenetischen Methoden erarbeitete die Gruppe genetisch sensibilisiert Neuronen im MLR Region des Maus- Gehirns, die durch Licht aktiviert werden kann. Das Team dann erfasst die daraus resultierenden erhöhten visuellen Reaktionen in der Hirnrinde . Die Ergebnisse zeigten, daß die MLR kann tatsächlich auf beiden Lauf führen und eine erhöhte Reaktionsfähigkeit in der Rinde , und dass diese beiden Effekte können dissoziiert werden , die zeigen, dass sie über separate Wege zugeführt.
Als nächstes aktiviert die Forscher die Klemmen der Neuronen Axone im basalen Vorderhirn , einer Region, neuromodulatorischen Projektionen an den visuellen Kortex sendet . Stimulation auch hier induzierte Veränderungen im Cortex , aber ohne den Zwischenschritt des Laufens . Interessanterweise wird der basalen Vorderhirn bekannt, den Neuromodulator Acetylcholin , die oft mit Wachheit und Aufmerksamkeit verbunden ist zu verwenden.
Unklar ist, ob die Menschen Erfahrung erhöht die visuelle Wahrnehmung beim Laufen, aber die Studie ergänzt immer deutlicher, dass die Prozesse, die die aktive Bewegung und Sinnesverarbeitung im Gehirn eng verbunden . Ähnliche Regionen beim Menschen zu therapeutischen Tiefenhirnstimulation ins Visier genommen , um motorische Störungen bei Patienten mit Parkinson -Krankheit zu behandeln . Die Aktivierung dieser Schaltung kann auch ein Mittel zur Neuroplastizität , die Fähigkeit des Gehirns , sich neu verkabeln zu verbessern.
Niell Team enthalten Moses Lee, ein Gastwissenschaftler an der UO und Schüler im MD - Ph.D . Programm an der UC - San Francisco , die als Lead- Autor auf dem Papier serviert. "Während es scheint, dass bewegen und Sensor zwei voneinander unabhängige Prozesse , viele neue Forschungsergebnisse legen nahe , dass sie tief verbunden sind ", sagte Lee . "Meine Hoffnung ist , dass unsere Studie hilft festigen unser Verständnis, wie das Gehirn funktioniert anders in alert Staaten. "