Глядя на сложный пейзаж, глаз должен сфокусироваться на важных деталях, не теряя общей картины — например, нападающего льва в джунглях. Новое исследование ученых Солка показывает, как тормозящие нейроны играют решающую роль в этом процессе.
Исследование, опубликованное 25 мая 2021 года в журнале Cell Reports , показывает, что тормозящие нейроны делают больше, чем просто подавляют активность нейронов, например, выключаются; Парадоксально, но они фактически увеличивают объем информации, передаваемой через нервную систему, когда она должна быть гибкой. Чтобы это стало возможным, тормозящие нейроны должны быть интегрированы в цепь особым образом. Эти наблюдения могут помочь ученым лучше понять и лечить расстройства, связанные с нашей способностью фокусировать и модулировать сигналы на основе более широкой картины, которые изменяются в таких состояниях, как тревожность и расстройства с дефицитом внимания.
«Эта работа указывает на новую роль тормозных нейронов, которые обычно считаются супрессорами и организаторами активности», — говорит профессор Татьяна Шарпи, руководившая исследованием. «Роль тормозных нейронов простирается намного дальше. Нацеливаясь только на самые редко отвечающие нейроны, тормозящие нейроны позволяют всей цепи хорошо функционировать. Это совершенно новое».
Новая работа была мотивирована оставшимися без ответа вопросами из предыдущего исследования разнообразия скоростей ответа среди нейронов сетчатки. Сетчатка — это часть глаза, которая преобразует свет в электрические сигналы, которые отправляются в мозг. «Примечательно, что когда мы смотрели на клетки сетчатки, которые не очень сильно реагировали, их скорость передачи информации фактически увеличивалась при наличии модуляции», — говорит первый автор Вей-Миен Сюй, научный сотрудник лаборатории Шарпи. «Уловка, позволяющая сделать это неожиданное явление возможным, состоит в применении сигнала модуляции через тормозящие нейроны »
В то время как исследователи проверяли теорию на нейронах, участвующих в зрении, полученные результаты могут широко применяться к нейронам, обнаруженным по всему мозгу и нервной системе , добавляет Шарпи, заведующий кафедрой Эдвина К. Хантера в Солке.
Следующим шагом в этом направлении исследований является изучение того, как это явление работает в больших наборах нейронов .