우리의 각성 뒤에있는 뉴런에주의를 기울이기

[아름이]

우리의 각성 뒤에있는 뉴런에주의를 기울이기
데이트:2020 년 8 월 20 일
출처:오키나와 과학 기술 대학 (OIST) 대학원
요약:연구자들은 6 층 (피질의 가장 깊은 층)의 뉴런을 조사하여 다양한 행동 상태에서 감각 자극에 어떻게 반응하는지 알아 냈습니다.

공감하기 쉬울 것입니다. 강의 또는 회의 중이며 열렬히 메모하고 주제에 참여하고 있습니다. 당신은 토론되는 내용을 경계하고 알고 있으며 가능한 한 많이 흡수하고자합니다. 그리고 갑자기 당신의 생각이 사라집니다. 당신은 말한 내용을 듣거나 보여지는 내용을 보지 않습니다. 졸리 게되고 눈꺼풀이 처지기 시작하며 정신이 꺼집니다.

이 시나리오는 많은 사람들에게 친숙하지만 우리 두뇌가 이것을하는 이유는 제대로 이해되지 않았습니다. 이것은 주로 다양한 뇌 구조가 우리의주의 시간을 조절하고 그중 하나가 피질의 가장 깊은 층인 6 층에 있기 때문입니다. 피질 또는 대뇌 피질은 인간과 다른 포유류에서 뇌의 가장 바깥 쪽 부분입니다. 기능적으로 전문화되고 고도로 상호 연결된 감각, 운동 및 연관 영역으로 구성됩니다. 추상적 인 사고, 외부 세계의 내부 모델, 의식적 지각은 모두 뇌의이 부분에서 발생합니다.

"우리는 피질의 6 층이 행동 상태와 관련된 방식으로 우리가 외부 세계와 연결되는 방식을 조절한다는 것을 알고 있습니다. 이는 우리가 일부 상황에서 완전히 인식하는 이유와 우리가 졸릴 때 갑자기주의가가는 이유와 관련이 있습니다."라고 Dr. 오키나와 과학 기술 대학원 대학원 (OIST)의 광학 신경 이미징 유닛의 Sigita Augustinaite. "하지만 연구하기에는 매우 어려운 뇌 영역입니다."

Current Biology 에 게재 된이 연구를 위해 Augustinaite 박사는 Unit을 이끌고있는 Bernd Kuhn 교수와 함께 작업했습니다. 그들은 강력한 현미경 기술인 2 광자 이미징을 사용하여 생쥐의 시각 피질 층 6의 뉴런 활동을 조사했습니다. 깨어 있고 행동하는 피험자들을 대상으로 6 층 뉴런을 연구 한 것은 이번이 처음이었습니다.

뉴런은 신체 주변의 다른 신경 세포와 근육에 정보를 전달하는 특수 세포입니다. 뇌 내에서 네트워크를 형성하고 전기 화학적 신호를 통해 서로 통신합니다. 그들의 중요성을 감안할 때, 그들의 활동에 대해 더 많이 찾는 것은 우리의 두뇌가 작동하는 방식을 이해하는 데 중요합니다.

각 실험에서 마우스는 고정되었지만 편안한 위치에 배치되었고 주기적으로 다양한 종류의 시각적 자극을 보여주었습니다. 뛰고, 앉고, 몸을 다듬고, 잠을 잘 수있는 자유가 있었으며, 세포 해상도로 뇌 깊숙한 곳에서 몇 시간의 녹음이 이루어졌습니다. 그 경계를 결정하기 위해 연구진은 마우스 뇌의 전기적 활동 (뇌파)과 달리는 속도와 동공 크기를 기록했습니다. 결과는 마우스가 다른 행동 상태에있는 동안 다른 감각 조건에 반응하여 한 번에 수백 개의 개별 뉴런의 활동을 관찰 할 수있는 능력이었습니다.

연구자들은 시각 자극에 다르게 반응하는 세 가지 별개의 뉴런 집단을 발견했습니다. 뉴런의 약 1/3이 시각 자극 활성화 (VSA) 뉴런으로 분류되었습니다. 시각적 자극이 없을 때는 비활성 상태 였지만 마우스가 자극을 받으면 활성화되었습니다. 다른 뉴런은 반대 반응을 보였습니다. 그들은 시각적 인 자극없이 자발적으로 활동했지만, 일단 자극이 나타나 자 활동은 사라졌습니다. 이들은 시각 자극 억제 (VSS) 뉴런으로 분류되었습니다.

조용한 뉴런 집단도있었습니다. 이 실험에서 어떤 활동도 보이지 않는 뉴런이었습니다. 그러나 Augustinaite 박사가 설명했듯이, 그것들을 활성화시키기 위해 적절한 종류의 자극이 제시되지 않았기 때문에 그들은 단순히 활동을 보이지 않았을 것입니다. "올바른 자극이 보이면이 소위 조용한 뉴런이 VSA 뉴런으로 작용하기 시작했을 가능성이 있습니다."

VSA 및 VSS 뉴런의 대부분은 마우스가 가장 경계 할 때 가장 활동적이었고 마우스가 더 졸리면서 활동이 점차 감소했습니다. 그러나 항상 그런 것은 아닙니다. 특히 VSS 집단 중 일부 뉴런은 마우스가 졸리거나 잠을 자고있을 때 낮은 경보 상태에서 가장 활동적이었습니다. 흥미롭게도 많은 뉴런이 운동과 고정 상태를 구별하지 않았지만 다른 뉴런은 그렇게했습니다. 일부 뉴런은 이동 중에 만 활성화 된 반면 다른 뉴런은 고정 된 기간에만 활성화되었습니다. 사실,이 연구가 보여준 한 가지가 있다면 그것은 상수가 없다는 것입니다. 오히려 6 층의 뉴런은 다양하고 역동적입니다.

"이것은 우리가 레이어 6이 무슨 일이 일어나고 있는지 조절한다고 생각하는 방법입니다."라고 Augustinaite 박사는 말했습니다. "이러한 서로 다른 뉴런 집단의 활동은 서로를 보완합니다."

예를 들어 시각 정보의 흐름이있는 경우 VSA 뉴런은 피질 외부의 정보를 뇌의 다른 부분으로 보냅니다. 그러나 그것이 어두우면, 이러한 피질 하 영역은 여전히 ​​피질에서 일어나는 일을 알아야합니다. 따라서 VSS 뉴런이 대신합니다. 6 층 뉴런의 이러한 활동은 감각 기관에서 피질로의 정보 흐름을 조절하므로주의를 기울이거나 집중을 잃게 만드는 핵심 요소 중 하나입니다.

이 회로가 주의력 결핍, 자폐증 또는 정신 분열증과 같은 다른 장애에 어떻게 기여하는지 정확히 결정하기 위해 레이어 6에서 수행해야 할 많은 연구가 아직 많이 있지만 Augustinaite 박사는 우리가 무슨 일이 일어나고 있는지 이해하고 싶다면 강조했습니다. 우리 마음 속에서 깨어 있고 행동하는 주제들과 함께 일해야합니다. "이번 레이어 6은이 방법으로 조사한 것이 처음입니다."