Studie zeigt, wie die Nervenzellen im Gehirn wählen Sie Informationen, die benötigt werden, um uns in balance

Wenn Sie jemals sah über den Rand einer Klippe und fühlte mich schwindlig, Sie verstehen die Herausforderungen, vor denen Menschen, die leiden, Symptome der vestibulären Funktionsstörungen wie Schwindel und Benommenheit verursachen. Es gibt über 70 Millionen davon in Nordamerika. Für Menschen mit vestibulären Verlust, grundlegende Aktivitäten des täglichen Lebens, die für uns selbstverständlich sind (z.B. Ankleiden, Essen, ein-und aussteigen von Bett, immer um sowohl innerhalb als auch außerhalb der Wohnung) wird schwierig, da selbst kleine Kopfbewegungen begleitet von Schwindel und Sturzgefahr.

Wir haben für eine Weile bekannt, dass ein sensorisches system im Innenohr (vestibuläres system) ist verantwortlich für das helfen uns dabei, unser Gleichgewicht, indem Sie uns ein stabiles visuelles Feld, wie wir uns bewegen. Und während die Forscher bereits entwickelt haben ein grundlegendes Verständnis von, wie das Gehirn konstruiert unsere Wahrnehmung von uns selbst in Bewegung, bis jetzt hat niemand verstanden, der entscheidende Schritt, durch den die Nervenzellen im Gehirn wählen Sie die Informationen, die benötigt werden, um uns in balance.

Die Art und Weise, dass das Gehirn nimmt und decodiert Informationen, die durch Neuronen im Innenohr ist Komplex. Die peripheren vestibulären sensorischen Neuronen im Innenohr nehmen in der Zeit variierenden Beschleunigung und Geschwindigkeit Reize, die durch unsere Bewegung in der Außenwelt (wie Sie erlebt, während der Fahrt in einem Auto, das bewegt sich von einer stationären position zu 50 km pro Stunde). Diese Neuronen übertragen detaillierte Informationen über diese Reize an das Gehirn (D. H. Informationen, die es uns ermöglicht, zu rekonstruieren, wie diese Reize im Laufe der Zeit variieren) in form von Nervenimpulsen.

Wissenschaftler hatten zuvor angenommen, dass das Gehirn dekodiert diese Informationen Linear und daher tatsächlich versucht, zu rekonstruieren den zeitlichen Verlauf von Geschwindigkeit und Beschleunigung Reize. Aber durch die Kombination von elektrophysiologischen und numerische Ansätze, Kathleen Cullen und Maurice Chacron, zwei Professoren an der McGill University Department of Physiology, konnten erstmals zeigen, dass die Neurone in den vestibulären nuclei im Gehirn statt decodieren die eingehenden Informationen nonlinearly, wie Sie reagieren bevorzugt auf unerwartete, plötzliche Veränderungen in den stimuli.

Es ist bekannt, dass Darstellungen von der Außenwelt ändern sich in jeder Phase in diesem sinnlichen Weg. Zum Beispiel im visuellen system von Neuronen, die sich näher an der Peripherie des sensorischen Systems (z.B. Ganglienzellen in der Netzhaut) sind in der Regel zu reagieren, um eine Breite Palette von sensorischen stimuli (ein „dichter“ – code), in der Erwägung, dass zentrale Nervenzellen (z.B. im primären visuellen Kortex an der Rückseite des Kopfes neigen dazu, zu reagieren, viel mehr selektiv (eine „sparse“ – code). Chacron und Cullen haben entdeckt, dass die selektive übertragung der vestibulären Informationen konnten Sie das Dokument zum ersten mal Auftritt, so früh wie die erste synapse im Gehirn. „Wir konnten zeigen, dass das Gehirn entwickelt hat, diese sehr anspruchsvolle computational Strategie darstellen, plötzliche Veränderungen in der Bewegung, um auf diese Weise eine schnelle, genaue Reaktionen und das Gleichgewicht zu erhalten“, erklärte Prof. Cullen. „Ich halte beschreibt Sie als elegant, weil das ist wirklich, wie mir scheint.“

Diese Art von Selektivität in der Reaktion ist wichtig für den Alltag, da es erhöht das Gehirn die Wahrnehmung von plötzlichen Veränderungen in der Körperhaltung. So dass, wenn Sie Schritt aus einer unsichtbaren Bordsteinkante, innerhalb von Millisekunden, Ihr Gehirn hat beide erhielten die notwendigen Informationen und durchgeführt, der anspruchsvolle Berechnungen erforderlich, um Ihnen helfen, justieren Sie Ihre position. Diese Entdeckung dürfte die Anwendung auf andere sensorische Systeme und schließlich zu der Entwicklung von besseren Behandlungen für Patienten, die leiden unter Schwindel, übelkeit und Desorientierung während Ihrer täglichen Aktivitäten. Es sollte auch dazu führen, dass Behandlungen, die helfen, lindern die Symptome, die Sie begleiten, Bewegungs-und/oder raumkrankheit produziert in mehr anspruchsvollen Umgebungen.

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