研究人员确定独特的神经元计算像指南针

这是下午5点离开停车场时,但你意识到你不知道哪条路回家。你知道你在哪里,你的房子在哪条街上说到底只是你不记得如何到达那里。

这是损害患者的一部分大脑称为retrosplenial皮层,一个关键地区参与器官的内心的指南针。尽管它的重要性进行导航,神经元和电路用于帮助人们从办公室回家仍然可以理解。

通过记录的信号单个神经元在老鼠大脑,密歇根大学的研究人员发现了一种独特retrosplenial皮层兴奋性神经元。这种神经元的特性适合长时间direction-related编码信息,就像一个指南针。

“普通皮质神经元擅长编码方向信息只有当你移动你的头,但当你的头还会发生什么呢?你还需要知道方向你面对,这样您就可以使用此信息来计划你的路线,”奥马尔·艾哈迈德说,心理学助理教授,神经科学和生物医学工程,该研究的第一作者发表在杂志上细胞的报道。

“你理想的不断需要另一种神经元的神经元可以编码在长时间内你的方向,即使你的头不动。”

典型的兴奋性神经元减缓他们的射击,而迅速。相比之下,新发现的神经元可以继续发射的信号高长时间的保持持久的和快速的。

第二个区别在于它们的能力应对inputs-these独特的神经元,称为低基强度神经元hyperexcitable,这意味着他们需要输入被激活。

“一个简单的名字小但顽强的小神经元,在我同学的建议下,将小神经元可能,”埃伦·布伦南说,研究生谁确认这些独特的神经元。“完美的名字,因为它强调了坚持让他们最佳适合代码持续的方向发展。相比之下,这里的其他典型的兴奋性神经元是缓慢而固执。”

“问题是,这些低基强度比典型的神经元兴奋性神经元过程定向信息?”Shyam Sudhakar说,艾哈迈德实验室的博士后,他创造了这些神经元的计算机模型表明,答案是“是的。”

“重要的是我的大脑知道当我改变方向,但它不是好如果我所有的大脑检测改变,”布伦南说。“指南针总是知道哪条路是北方。它不会有用没有持久的方向感。这正是基强度神经元可以提供较低。”

艾哈迈德的实验室现在是集中在理解这些独特的神经元是如何改变在阿尔茨海默病模型小鼠。

“retrosplenial皮层对空间定位至关重要,但最早的老年痴呆症患者大脑区域显示不正常活动,”艾哈迈德说。”这也许是为什么绝大多数老年痴呆症患者遭受空间定向障碍和迷路因为他们retrosplenial细胞并不像他们应该工作。

“通过了解retrosplenial细胞编码compass-like信息健康与阿尔茨海默氏症的大脑,我们希望开始朝着新的治疗方法。”

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