Ученые: можно приостановить восприятие времени мозгом
Новое исследование показало, что подавление активности одной области мозга приостанавливает синхронизацию движений у мышей, в то время как подавление активности второй области восстанавливает её. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.
Такое раздельное управление назначает внутренние часы мозга на определенную схему и перестраивает то, как начинаются, приостанавливаются и возобновляются действия, зависящие от времени.
В ходе тренированного задания по облизыванию мыши выжидали небольшую задержку, прежде чем начать двигаться, создавая тем самым четкое окно, в котором можно было отслеживать нейронную синхронизацию.
В Институте нейронаук имени Макса Планка во Флориде (MPFI) Зидан Янг зафиксировал активность в двух связанных областях и показал, что каждое прерывание вызывало отчетливое изменение момента возникновения движения.
Когда двигательная кора была отключена, ожидаемое действие возобновлялось только после задержки, равной времени прерывания, тогда как отключение полосатого тела отодвигало действие еще дальше во времени.
Это сравнение показало, что эти регионы не выполняют одинаковых функций в регулировании времени, что обусловило необходимость различения вклада каждого из них в работу внутренних биологических часов мозга.
Перед облизыванием активность возросла в моторной коре головного мозга — поверхностной области, отвечающей за планирование движений.
В глубине тела, в полосатом теле, центре, определяющем действия, этот ввод сохранялся в виде накопительной суммы.
По мере увеличения этого показателя количество нейронов приближалось к уровню, позволяющему с высокой степенью достоверности предсказывать время облизывания в каждом испытании.
Совпадающие закономерности в обеих областях указывали на наличие общих часов, однако последующие тесты показали, что они не в равной степени контролируют время.
Различные действия могут задействовать другие отделы мозга, а более длительные промежутки времени могут использовать дополнительные системы синхронизации.
Изменения в мотивации или внимании также влияют на то, когда животное движется, поэтому исследователям необходимо отделить фактор времени от желания.
Для решения этих задач потребуется составить карту большей части замкнутого контура и проверить, проявляется ли аналогичный контроль у других видов.
Благодаря точному определению того, какая область мозга приостанавливает синхронизацию движений, а какая ее восстанавливает, исследование позволяет ученым напрямую проверять синхронизацию движений.
В следующих экспериментах необходимо будет отследить, как эти сигналы взаимодействуют с дофамином и процессом обучения, а затем выяснить, наблюдаются ли аналогичные закономерности в человеческих нейронных сетях.