Mișcarea planificată de tip fitness, aerobic sau alte discipline este esențială pentru viața noastră de zi cu zi și are adesea o execuție întârziată. În copilărie așteptam strigătul de ”START!” înainte de a alerga într-o întrecere. Ca adulți, așteptăm până când semaforul devine verde înainte de a face un viraj. În ambele situații, creierul a planificat mișcările noastre precise, dar le suprimă execuția până la un indiciu specific (de exemplu, strigătul ”START!” sau lumina verde). Acum, oamenii de știință au descoperit rețeaua creierului care transformă planurile în acțiune ca răspuns la acest indiciu.
Descoperirea, publicată în revista științifică Cell, rezultă dintr-o colaborare a oamenilor de știință de la Institutul Max Planck din Florida for Neuroscience, Campusul de Cercetare Janelia al HHMI, Institutul Allen pentru Știința Creierului și alte instituții. Conduși de autorii Dr. Hidehiko Inagaki și Dr. Susu Chen și autorul principal Dr. Karel Svoboda, oamenii de știință și-au propus să înțeleagă modul în care indicii din mediul nostru pot declanșa mișcarea planificată, scrie Science Daily.
Creierul, asemenea unei orchestre. Cine este dirijorul?
”Creierul este ca o orchestră. Într-o simfonie, instrumentele cântă diverse melodii cu tempo-uri și timbre diferite. Colectivul acestor sunete modelează o frază muzicală. În mod similar, neuronii din creier sunt activi cu diverse modele și sincronizări. Ansamblul activităților neuronale mediază aspecte specifice ale comportamentului nostru”, a spus dr. Inagaki.
De exemplu, cortexul motor este o zonă a creierului care controlează mișcarea. Tiparele de activitate în cortexul motor sunt dramatic diferite între fazele de planificare și execuție ale mișcării. Tranziția între aceste modele este esențială pentru a declanșa mișcarea. Cu toate acestea, zonele creierului care controlează această tranziție erau necunoscute.
”Trebuie să existe zone ale creierului care acționează ca un dirijor. Asemenea zone monitorizează indicațiile de mediu și orchestrează activitățile neuronale de la un model la altul. Dirijorul se asigură că planurile sunt transformate în acțiune la momentul potrivit”, a descris dr. Inagaki.
Experimentul a fost realizat pe șoareci
Pentru a identifica circuitul neuronal care servește drept conductor pentru a iniția mișcarea planificată, echipa a înregistrat simultan activitatea a sute de neuroni, în timp ce un șoarece a efectuat o sarcină de mișcare declanșată de semnal. În această sarcină, șoarecii au fost dresați să lingă la dreapta când mustățile le-au fost atinse sau la stânga dacă mustățile nu le-au fost atinse. Dacă animalele au lins în direcția corectă, au primit o recompensă. Cu toate acestea, a existat o problemă. Animalele au trebuit să-și întârzie mișcarea până când au primit un start. Doar mișcările corecte după start au fost recompensate. Prin urmare, șoarecii au menținut un plan al direcției până la indicația de start și execută.
Execuția acțiunilor planificate provine din talamus și cortex
Oamenii de știință au corelat apoi modele complexe de activitate neuronală cu etapele relevante ale sarcinii comportamentale. Cercetătorii au descoperit că activitatea creierului are loc imediat după inițiativa și în timpul comutării între planificarea motrică și execuție. Această activitate a creierului a apărut dintr-un circuit de neuroni din mijlocul creierului, talamus și cortex.
”Am găsit un circuit care poate schimba activitatea cortexului motor de la planificarea motorie la execuție la momentul potrivit. Acest lucru ne oferă o perspectivă asupra modului în care creierul orchestrează activitatea neuronală pentru a produce un comportament complex. Lucrările viitoare se vor concentra pe înțelegerea modului în care acest circuit funcționează și reorganizează activitatea neuronală în multe regiuni ale creierului”, a mai spus dr. Inagaki.
Fiți la curent cu ultimele noutăți. Urmăriți DCNews și pe Google News
