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大腦皮層反射:高級思維取代Instin財神娛樂城ct

當騎自行車去商店時,您可能有兩個截然不同的理由:當道路上有飛鏢進入時,會出現普通的舊反射,或者在看到指示正確路線的路標時執行執行控制。麻省理工學院的神經科學家進行的一項新研究通過跟踪涉及的特定電路及其對視覺暗示動作的影響,展示了大腦如何連接。

該研究發表於 自然通訊 在小鼠中證明,前額葉皮層的前扣帶回皮層(ACC)區域(與理解規則和實施計劃相關的大腦前部區域)中的神經元將連接投射到進化上較舊的區域,稱為上丘(SC)。 SC執行基本命令以進行反作用,反身運動。該研究的關鍵發現是,在需要執行控制時,ACC與SC的連接的目的是超越SC。

麻省理工學院的皮克爾學習與記憶研究所以及腦與認知科學系的牛頓神經科學教授,資深作者Mriganka Sur說:“ ACC提供了對這種古老結構的抑制性控制。” “這種抑制性控制是一個動態的實體,取決於任務及其規則。這就是皮質控制調節反射的方式。”

主要作者Rafiq Huda,細胞生物學助理教授娛樂城註冊送500羅格斯大學(Rutgers University)的神經科學專家以及Sur實驗室的前博士後補充說,通過查看ACC與SC和視覺皮層(VC)之間的特定迴路,研究人員可以解決有關皮層如何調節更基本的大腦區域的不確定性在決策過程中。

Huda說:“關於皮層在感覺運動決定中到底起什麼作用一直在爭論。” “我們能夠通過查看不同的ACC投射途徑的水平來提供一些答案,而一次查看所有ACC不可能做到這一點。我們的工作為抑制皮層下結構(如SC)的抑製作用提供了證據。是ACC和前額皮層通常如何調節決策行為的統一原則。”

感應和旋轉

為了做出發現,該團隊首先跟踪了從VC和SC進入和離開ACC的電路,確認ACC在整合和處理有關鼠標所見以及如何處理的信息方面處於領先地位在整個研究過程中,他們選擇關注於大腦左側的這些結構。

在跟踪了左側的ACC-SC和ACC-VC電路之後,該團隊隨後訓練了小鼠玩視頻遊戲,該遊戲既需要感覺(在屏幕的另一側看到提示),又需要動作(旋轉)博客娛樂城 跟踪球來移動提示)。一組老鼠不得不將提示向內移動到屏幕中央。另一組不得不將提示向外移向屏幕邊緣。通過這種方式,提示可能在視覺上在任何一側,並且不同組的小鼠必鬚根據不同的規則移動它們。

當小鼠工作時,科學家觀察了各個區域神經元的活動,以了解它們在每個任務中的反應方式。然後,研究人員使用光遺傳學來操縱神經元的活動,光遺傳學是一種通過基因工程改造細胞使其可被閃光控制的技術。這些操作使科學家們能夠看到抑制區域內和區域之間的神經活動將如何改變行為。

在自然條件下,SC會反射性地指示鼠標頭部的運動,例如,朝刺激方向旋轉以使其居中。但是科學家們需要保持頭部靜止以進行觀察,因此他們設計了一種方法,使老鼠將爪子放在軌跡球上,從而在屏幕上引導刺激。在論文中,他們表明這兩個動作對於小鼠在其視場內移動提示是等效的。

光遺傳滅活大腦ACC和VC之間的電路 娛樂城推薦ptt左側證明了ACC-VC連接對於小鼠處理其視野右側的提示至關重要。不論他們看到提示時應該以哪種方式移動提示,這對於兩組都同樣適用。

涉及SC的操作特別有趣。

在觀察到右邊刺激並且應該將提示向內移動到屏幕中間的那組小鼠中,當科學家們滅活了左SC內的神經元時,他們發現與未操縱的小鼠相比,小鼠掙扎了。換一種說法leo娛樂城在正常情況下,左SC有助於將右側的刺激移動到視野中央。

當科學家轉而停用從ACC到SC的輸入時,與未操縱的小鼠相比,老鼠正確完成任務的頻率更高。當相同的老鼠看到左側的刺激物並不得不向內移動時,他們更經常錯誤地完成任務。 ACC輸入的工作似乎是要覆蓋SC的傾向。禁用該替代後,SC不會選擇將右手提示移入中間。但是鼠標將左手刺激移動到中間的能力受到了破壞。

作者寫道:“這些結果表明,SC和ACC-SC途徑促進了相反的作用。” “重要的是,這些發現還表明,ACC-SC途徑通過調節SC的先天應答偏倚來實現。”

科學家還測試了ACC-SC滅活在第二組小鼠中的作用,該組小鼠的任務是將提示向外移動。在那裡,他們看到滅活增加了對正確提示試驗的錯誤反應。在規則比反射更重要的情況下,此結果是有意義的。如果在左腦SC中根深蒂固的反射是將右手提示帶入視場的中間(通過向右旋轉頭部),則只有正常工作的ACC-SC超控才能迫使它成功地將提示進一步移至當任務規則需要時,它是正確的,因此更靠近視野範圍。

瑟爾說,這些發現強調了額葉前皮質(在這種情況下,尤其是ACC)在賦予哺乳動物以必要的規則而不是反射的智力的情況下的重要性。這也表明,ACC的發育缺陷或損傷可能會導致精神疾病。

“了解前額葉皮層或什至部分的作用,對於理解在功能障礙的情況下如何發展或可能無法發展執行控制至關重要。”大老爺娛樂城 蘇爾說。

參考:Huda R,Sipe GO,Breton-Provencher V等。截然不同的前額葉自上而下的電路以不同方式調節感覺運動行為。 納特社區 2020年。doi:10.1038 / s41467-020-19772

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