Новое исследование теперь показывает, что один класс тормозных нейронов, называемых VIP-интернейронами, специализируется на подавлении других тормозных нейронов во многих областях коры головного мозга и делает это при определенных поведенческих условиях. Новое исследование показывает, что VIP-интернейроны при активации освобождают основные клетки от ингибирования, тем самым усиливая их ответы. Это обеспечивает дополнительный уровень контроля над корковой обработкой, так же как диммер может точно настраивать уровни света.
Кора головного мозга содержит два основных типа нейронов: основные нейроны, которые являются возбуждающими, и интернейроны, которые являются тормозящими, все они связаны в одной сети. Новое исследование теперь показывает, что один класс тормозных нейронов, называемых VIP-интернейронами, специализируется на подавлении других тормозных нейронов во многих областях коры головного мозга и делает это при определенных поведенческих условиях.
Новое исследование показывает, что VIP-интернейроны при активации освобождают основные клетки от ингибирования, тем самым усиливая их ответы. Это обеспечивает дополнительный уровень контроля над корковой обработкой, так же как диммер может точно настраивать уровни света.
Открытие было сделано группой нейробиологов из лаборатории Колд-Спринг-Харбор (CSHL) под руководством доцента Адама Кепекса, доктора философии.D. Их исследование, опубликованное сегодня в журнале Nature, показывает, что нейроны, экспрессирующие вазоактивный кишечный полипептид, или VIP, обеспечивают растормаживание слуховой коры и медиальной префронтальной коры.
Исследователи использовали методы молекулярной маркировки, разработанные членом команды Z. Джош Хуанг, профессор CSHL, выделил нейроны, экспрессирующие VIP, среди огромного разнообразия нейронов коры. Это позволило группе Кепекса под руководством постдоков Хён Джэ Пи и Балаша Хангья использовать передовые оптогенетические методы с использованием лазерного света с цветовой кодировкой для особой активации VIP-нейронов. Активность клеток контролировали с помощью электрофизиологических записей у ведущих поведение животных, чтобы изучить их функции, и in vitro, чтобы исследовать свойства их цепей.
Эти VIP-нейроны давно ищут "растормаживающий" клетки: они подавляют другие классы тормозных нейронов; но они не вызывают возбуждения непосредственно в мозгу. Доктор. Кепекс и его коллеги предполагают, что растормаживающий контроль, опосредованный VIP-нейронами, представляет собой фундаментальный "мотив" в коре головного мозга.
Разница между нервным возбуждением и растормаживанием сродни разнице между нажатием на педаль газа и снятием ноги с перерывов. Ячейки, которые специализируются на отпускании тормозов, доктор. Kepecs объясняет, предоставляет средства для балансирования между возбуждением и торможением. Kepecs вызывает эту функцию "модуляция усиления," что напоминает о прекрасном управлении, которое обеспечивает диммер.
Команда задалась вопросом, когда VIP-нейроны активируются во время поведения. Иными словами, когда корковый "диммер" увлеченный? Чтобы узнать ответ, ученые записали VIP-нейроны, пока мыши принимали простые решения, различая звуки разной высоты. Сделав правильный выбор, мыши заработали каплю воды; при неправильном выборе легкая струя воздуха. К удивлению, команда обнаружила, что в слуховой коре, области, участвующей в обработке звуков, VIP-нейроны активировались наградами и наказаниями. Таким образом, эти нейроны, по-видимому, опосредуют воздействие подкреплений и действуют на "включи свет" на основных ячейках, чтобы использовать аналогию с диммером.
"Связывание определенных типов нейронов с четко определенным поведением оказалось чрезвычайно трудным," говорит Kepecs. Эти результаты, по его словам, потенциально связывают цепную функцию VIP-нейронов в получении контроля с важной поведенческой функцией: обучением.