Исследователь из Университета Западной Вирджинии выясняет, как именно работает преддополнительная моторная кора головного мозга во время поиска предметов, - пишет eurekalert.org.
Шуо Ванг - доцент кафедры химической и биомедицинской инженерии, воспользовался редкой возможностью записи работы одиночных нейронов с помощью электродов, имплантированных пациентам с эпилепсией. Он нашел нейроны, которые сигнализировали, была ли обнаружена цель визуального поиска и, если нет, то, как долго пациент искал предмет.
Это говорит о том, что преддополнительная моторная кора (ПМК) способствует целенаправленному поведению, сигнализируя об обнаружении цели и времени, прошедшем с начала поиска, независимо от задачи.
По словам Ванга, это может быть первый случай, когда ученые обнаружили нейроны в человеческой преддополнительной моторной коре, которые представляют цели поиска.
Эти результаты способствуют лучшему пониманию когнитивных аспектов расстройств, таких как болезнь Паркинсона и шизофрения, которые связаны с дисфункцией ПМК, сказал он. Точно так же гиперактивность ПМК часто встречается у людей с аутизмом.
Исследование выполняли Шоу Ванг, Ули Рутисхаузер - доцент нейрохирургии, Адам Мамелак - профессор нейрохирургии из Медицинского центра Cedars-Sinai, и Ральф Адольф - профессор биологии из Калифорнийского технологического института
«В мозге около ста миллиардов нейронов, - говорит Ванг. - Только несколько лабораторий могут посмотреть на активность отдельных нейронов у людей. Подобные записи были сделаны в гиппокампе и миндалине – областях, важных для функций памяти. Однако записи о преддополнительной моторной коре очень редки».
Пациенты с эпилепсией, которые участвовали в исследовании, проходили инвазивный мониторинг судорог в медицинском центре Cedars-Sinai в Лос-Анджелесе. Ванг и его сотрудники выполняли одновременную запись движений глаз и отдельных нейронов у пациентов, когда они выполняли задачу визуального поиска на основе памяти. Им удалось записать 182 одиночных нейрона у девяти пациентов.
«Мы применили клиническую процедуру - пациенты находились в нашем отделении мониторинга до приступа, - сказал Мамелак. - Мы использовали модифицированные глубинные электроды, которые вживляются для мониторинга судорог, чтобы записывать активность отдельных нейронов и наблюдать за их активностью во время нашей задачи. В настоящее время это единственная возможность взглянуть на активность отдельных нейронов у людей».
Во время целенаправленной визуальной задачи, которую выполняли пациенты, пациентов просили найти предмет или лицо, расположенное среди ряда других предметов, показанных на экране. Во время этой задачи исследователи обнаружили, что 40 процентов нейронов сигнализируют, является ли объект, который в данный момент зафиксирован, целью поиска.
Ванг и его коллеги также ответили на эти два вопроса: 1. Сигнализируют ли нейроны ПМК об обнаружении цели как таковой или, скорее, о необходимости заявлять об этом нажатием кнопки (в ходе эксперимента пациенты отвечали с помощью кнопки)? 2. Сигнализируют ли нейроны ПМК об обнаружении цели, независимо от указанной формы?
«Мы проанализировали одни и те же нейроны во всех трех задачах и обнаружили, что целевой ответ не зависел от моторной мощности, формата поиска и явно определенного сигнала поиска. Это показывает, что эти сигналы носят абстрактный когнитивный характер», - сказал Рутисхаузер.
«Наши данные подтверждают мнение о том, что дисфункция в ПМК может проявляться в более слабой способности выполнять целенаправленное действие, такое как поиск предмета в загроможденной комнате», - сказал Ванг.
Ученые надеются, что исследование поможет разработать стратегии
для улучшения когнитивных функций у пациентов с нарушениями
преддополнительной моторной коры.
[Фото: eurekalert.org]
