Исследование появляется в журнале Neuron.«Для нас, чтобы провести через повседневные ситуации, очень важно, что электрические сигналы от наших чувств, стимулируемых внешним миром, в состоянии достигнуть соответствующих мозговых областей», объясняет Сяо-Цзин Ван, Глобальный профессор Нервной Науки в Нью-Йоркском университете и ведущем авторе газеты. «Наш мозг, однако, является очень сложной системой с миллиардами нейронов, организованных в связанной сети больше чем со ста областями. Поэтому не легко понять, как сигналы могут поехать от области до области эффективным способом».
Мозговые области имеют тенденцию быть организованными в иерархии, в пределах от «более низких» сенсорных областей в «более высокие» познавательные области. У этих областей есть возбудительные и запрещающие нейроны, которые или стимулировать или подавляют деятельность в других нейронах.
Понимая, как нервные сигналы переданы через эту иерархию, исследователи отмечают, все еще фундаментальная проблема в нейробиологии и служила центром исследования Нейрона.Предыдущее компьютерное моделирование передачи сигнала через области в мозгу не приняло во внимание сложность связей от области к области мозга. В отличие от этого, благодаря недавним достижениям в области «Connectomics», посвященного количественному анализу возможности соединения мозга, ученые Нью-Йоркского университета смогли построить модели, включающие анатомические данные о возможности соединения обезьян макаки.Здесь они нашли, что передача сигнала в крупномасштабной модели мозга примата прочна при условии, в котором связи от области к области показывают «баланс» между возбуждением и запрещением.
Определенно, стимуляция, обеспеченная возбудительными нейронами, позволяет, чтобы сигналы были переданы, тогда как подавление от запрещающих нейронов удостоверяется, что деятельность сигнала не становится неконтролируемой.«Неожиданно, наша модель показывает, что только, когда сигнал достаточно силен выше порогового уровня, сигнал достигает большого набора областей отдела головного мозга, названного предлобной корой, которая играет решающую роль в познании высокого уровня», сказал Мэдхура Джоглекэр, первый автор газеты, который провел исследование как постдокторант в лаборатории Вана и является теперь преподавателем в Бегущем Институте Нью-Йоркского университета Математических Наук.В частности, глобальный образец активации напоминает тех ранее найденных в человеческом мозгу, сознательно чувствуя сенсорную информацию – параллель, предлагающая потенциальную связь между предложенным «уравновешенным» крупномасштабным нервным механизмом схемы для передачи сигнала и понимающая, как сознательная обработка информации достигнута.Другие соавторы газеты – бывшие члены лаборатории Вана: Хорхе Мехиас, теперь доцент в Амстердамском университете, и Гуэнгю Роберт Янг, теперь научный сотрудник в Колумбийском университете.
Эта работа была поддержана Фондом Swartz, Офисом Военно-морского Исследования (N00014 17 1 2041) и грант Симонса Коллэборэтива Глобэла Брайана Прогрэма.