00:00 
Появляются и путешествуют в мозгу спиралевидные волны нейронной активности. Ученые надеются узнать, играют ли эти вращающиеся волны в движении глобальную роль в восприятии и интерпретации внутренних и внешних стимулов, в формировании памяти и в управлении двигательной активностью.
Мы обнаружили новый тип мозговых волн, который особым образом вращается в пространстве и времени, основан на круговой анатомической цепи в сенсорной коре головного мозга и влияет на активность всего мозга".
Ник Стейнмец, доцент кафедры нейробиологии и биофизики Медицинской школы Вашингтонского университета, Сиэтл
Исследование возглавила его команда.
Подробнее о об этих бегущих вихревых мозговых волнах, а также данных об их активности при определенных поведениях у мышей сообщается на этой неделе в журнале Science.
Результаты об этих вихревых волнах, как говорится, кружат голову.
Ученые изучили анатомию мышиного мозга проводка координирует структуру и распространение волн, которые чаще всего возникают в соматосенсорной области. Эта область обрабатывает ощущения, ощущаемые кожей и мышцами, и сообщает о положении тела, позе и частях тела, а также о других стимулах.
Нейроны, генерирующие эти вращающиеся волны, узор в сенсорной коре головного мозга, напоминающий карусель. Их аксоны, генерирующие электрические сигналы, направлены в виде круга. Эта фиксированная архитектурная схема, почти как железнодорожные вагоны по круглому пути, совпадает со спиральным движением мозговых волн.
Волны отражались по обеим сторонам мозга мыши. и координируются как между сенсорными, так и двигательными частями мозга. Ученые заметили, что спиральные волны также синхронизируются со спайками, обнаруженными в более глубоких областях мозга, связанных в большей степени с функциями низкого уровня. К ним относятся таламус, полосатое тело и средний мозг.
Поскольку эти вращающиеся волны движутся к разным мозгам. области, они могут играть роль в обмене информацией между частями мозга, ответственными за разные, но взаимозависимые функции. Например, взаимодействие между сенсорной корой и двигательной корой мозга вероятно, имеет решающее значение для ориентации в окружении и других произвольных физических движений.
Ученые провели свои исследования. используя визуализацию всей коры головного мозга и крупномасштабные электрофизиологические измерения.
Среди их подходов было наблюдение за воздействием крошечного дуновения воздуха на левые усы лица мыши. Этот стимул вызывал последовательность вращающихся по часовой стрелке волн нейронной активности в правой сенсорной коре с соответствующими волнами в моторной коре.
Ученые также поощряли мышей за игру по обнаружению объектов, требующую координации лап и глаз. Ученые заметили разницу в вращающихся мозговых волнах, которая менялась в зависимости от состояния возбуждения мыши и ее успеха в выполнении задачи.
Исследователям еще не удалось. чтобы определить, глобально ли координированы вращающиеся бегущие волны у других видов, включая людей, как у мышей.
Что касается функции динамики вращающихся волн, ученые предполагают, что они могут служить пространственно-временными часами, устанавливая цепочку событий ощущений, за которыми следует действие. помогают создать связи, которые становятся более устойчивыми при выполнении зрительно-моторных задач. Проходя через несколько областей мозга, такие волны могут дать возможность мозгу начать прогнозировать сенсорные последовательности и координировать двигательные реакции.
Первый автор статьи, Чживэнь Е, создаст свою собственную исследовательскую лабораторию. младший главный исследователь в Институте нейромодуляции и познания, входящем в состав Шэньчжэньской медицинской академии исследований и перевода, недавно созданного биомедицинского исследовательского института в Китае.
