Классическая оптическая иллюзия приводит к открытию критических нейронов у рыбок данио. | Советы девушкам

Подвергая личинок рыбок данио хорошо известной оптической иллюзии, исследователи из Института нейробиологии Макса Планка и Национального института генетики в Японии нашли умный способ изолировать ключевые кластеры нейронов, критически важных для обработки направления движения в окружающей среде рыбок данио.

Подробности были опубликованы в журнале Neuron в сентябре 2020 года.

Понимание того, как устроен мозг животных и как обрабатывается информация, является активной областью исследований, направленных на получение понимания фундаментальных аспектов биологических вычислений. Хотя человеческий мозг , по-видимому, является самым впечатляющим мозгом животных, о котором мы знаем, он также представляет собой чрезвычайно сложную систему, содержащую примерно столько нейронов, сколько звезд в галактике Млечный Путь, с триллионами связей между ними. Эта сложность чрезвычайно затрудняет их изучение. Таким образом, принято изучать меньший мозг животных с гораздо меньшим количеством нейронов и взаимосвязей, что позволяет исследователям исследовать и экспериментировать с более простой и понятной динамикой мозга.

Хотя у более мелких животных , таких как личиночные рыбки данио, мозг проще и менее сложен, количество нейронов и взаимосвязей все еще очень велико, и поэтому исследователи должны разрабатывать эксперименты, которые стимулируют только небольшие участки мозга. Один из способов сделать это – стимулировать только определенные чувства, например зрение или вкус. Это приводит к определенной мозговой активности или нейронному отклику на определенные входные данные.

Исследовательская группа полагалась на визуальные стимулы для изучения ключевых нейронов, необходимых для обработки движений у личинок рыбок данио. Используя хорошо известную оптическую иллюзию, команда смогла вызвать у рыбы реакцию последействия движения (MAE). МАЭ встречается у большинства животных и возникает при наблюдении за непрерывным движением в одном определенном направлении, например, когда река течет справа налево в течение длительного периода времени. Если затем река перекрывается и сцена становится неподвижной, животные теперь ощущают движение в обратном направлении, слева направо, в течение определенного периода времени после удаления текущей реки. Это указывает на оптическую иллюзию того, что неподвижные объекты в сцене движутся в направлении, обратном движению, наблюдаемому ранее.

Команда использовала MAE в надежде, что воспринимаемое движение от оптической иллюзии будет соответствовать меньшему набору нейронной активности, которая изолирует действительно необходимые нейроны, необходимые для обработки движения.

Доцент Фуми Кубо, автор-корреспондент исследования, подробно описал эффективность использования МАЭ для стимуляции мозговой активности у рыбок данио.

«Изучая, как эти многочисленные нейроны реагируют на оптическую иллюзию , мы обнаружили, что для восприятия движения у личинок рыбок данио требуется только дюжина или около того нейронов ».

Кубо и его команда надеются определить, как наблюдаемая активность согласуется со всей схемой обработки движения, и изучить ее (внутренние) связи с остальной частью мозга.

«Следующий шаг – выяснить, как эти недавно обнаруженные нейроны связаны в нейронной цепи, чтобы оказывать свое влияние в качестве важного узла для обработки движения», – сказала она. «Связаны ли эти нейроны с визуальным входом? Каковы их выходные цели? В более широкой перспективе использование других типов оптических иллюзий может выявить новые элементы схемы в визуальной обработке».

Leave comment

Your email address will not be published. Required fields are marked with *.

11 + тринадцать =