Johns Hopkins forskare upptäcker gruppen av nervceller i flåansvariga för `-aktivhandlag',

Arbete med genetiskt iscensatte möss -- och speciellt deras whiskers -- Johns Hopkins forskare anmäler dem har identifierat en grupp av nervceller i flåansvariga för vad de appellen ”aktivhandlag,” en kombination av vinkar och sensorisk känsla som behövs för att navigera den yttre världen. Upptäckten av denna grundläggande sensoriska mekanism som beskrivas on-line April 20 i föra journal överNeuronen, flyttar fram sökandet för bättre ”ilar” prosthetics för folk, en som ger naturligare sensorisk återkoppling till hjärnan under bruk.

Studieledare Daniel O'Connor, Ph.D., assistentprofessor av neuroscience på den Johns Hopkins Universitetar Skolar av Medicin, förklarar att över förflutnan flera årtionden, forskare har hopat en rikedom av kunskap om avkänningen av handlag. ”Kan Du öppna upp läroböcker och läsa alla om de olika typerna av avkännare eller receptorceller i flå,” honom något att säga. ”Emellertid, nästan är allt som vi vet, från experiment var den tactile stimulansen applicerades till det stationärt flår--med andra ord passivumhandlag.”,

Sådan ”passivumhandlag,”, tillfogar är O'Connor, inte hur människor och andra djur undersöker normalt deras värld. Till exempel kopplar han något att säga, folk som skriver in ett sökande för mörkerrumstyrka för ett ljust, vid aktivt känsla som väggen med deras räcker. Att berätta, om en anmärka är hård eller mjuk, skulle de antagligen den behovspressen som den med deras fingrar. Att se, om en anmärka är, släta eller ruffa mot, dem skulle den deras bildläsningen fingrar över ett objekt ytbehandlar fram och tillbaka.

Varje av dessa bildar av handlag som kombineras med, vinkar, honom något att säga, är en aktiv långt av undersökning av världen, ganska än vänta för att ha en handlagstimulus att framläggas. De som varje kräver också kapaciteten att avkänna en kroppsdel släkting, placerar i utrymme, en kapacitet som är bekant som proprioception.

Fördriva någon forskning har föreslågit, att de samma befolkningarna av nervceller eller neurons, styrka är ansvariga för avkänning både av proprioception och av handlag som är nödvändiga för denna sensorisk-motoriska integration, detta var huruvida riktigt och, som neurons utför denna bedrift, har varit i hög grad okända, O'Connor något att säga.

Att finna ut mer framkallade vinkar O'Connor och hans lag ett experimentellt system med möss, som tillåtet de som antecknar elektriskt, signalerar från specifika neurons som lokaliseras i flå, under både handlag, och.

De fulländade forskarna detta, anmäler de, vid arbetet med medlemmar av ett laboratorium ledde vid David Ginty, Ph.D., en tidigare medlem för Johns Hopkins Universitetarfakultet, nu på den Harvard Medicinsk fakultet, för att framkalla genetiskt förändrade möss. I dessa djur muterades en typ av den sensoriska neuronen i flå som kallades Merkel afferents, så att de reagerade till handlag -- deras ”infödda” stimulus och en som dokumenteras long i föregående forskning -- men också att slösa lätt, som flår, reagerar nervceller inte normalt till.

Forskarna utbildade rodentsna för att köra på enstorleksanpassad treadmill som hade en liten pol som fästes till bekläda, som motorized till flyttningen till olika lägen. För mössna startade spring, använde använde forskarna deras handlag-och-ljusa sensitized system för att finna singelMerkel afferent near ett varje djur whiskers och en elektrod för att mäta det elektriskt signalerar från denna neuron.

Mycket använder lika människor deras räcker för att undersöka världen till och med handlag, möss använder deras whiskers, förklarar O'Connor. Därför som djuren började spring på treadmillen, dem som är rörda deras whiskers fram och tillbaka i en vinka den forskareappell ”exploratory vifta.”,

Genom Att Använda en snabb kamera fokuserad på djur whiskers, tog forskarna nästan 55.000.000 inramar av videopp stunder som mössna körde och viftade. De använde därefter dator-att lära algoritmer för att avskilja förehavanden in i tre olika kategorier: när rodentsna inte viftade eller i kontakt med polen; när de viftade med ingen kontakt; eller när de viftade mot polen.

De förband därefter varje av dessa förehavanden -- genom att använda videopp kort fångat 500 varje tider understödja -- till det elektriskt signalerar kommande från djur dekänsliga Merkel afferentsna.

Resultaten visar att de producerade Merkel afferentsna åtgärdar spänningar -- de elektriska grov spik, som neurons använder för att meddela med varje annan, och hjärnan -- när deras tillhörande whiskers kontaktade polen. Det som finner, var inte bestämt överraska, O'Connor något att säga, på grund av dessa neuronss väletablerade roll i handlag.

Emellertid reagerade han något att säga, de Merkel afferentsna också robustly, då de var inflyttningen lufta utan röra polen. Genom att forska in i det specifika elektriskt signalerar, forskarna upptäckte att handlingspänningarna förband exakt till en whiskers placerar i utrymme. Dessa rön föreslår, att Merkel afferents leker en dubbelroll i handlag och proprioception, och i denmotoriska integrationen som är nödvändig för aktivhandlag, O'Connor något att säga.

Även Om dessa rön är särskilt till muswhiskers, varnar han, tror han och hans kollegor att Merkel afferents hos människor kunde serven ett liknande fungera, därför att många anatomical och fysiologisk rekvisita av Merkel afferents verkar liknande över en spänna av art, inklusive möss och människor.

Förutom utgjutelse tända på ett grundläggande biologiskt ifrågasätter, O'Connor något att säga, hans lags kunde forskning också slutligen förbättra proteser och siffror. Någon prosthetics är nu kompetent att ha kontakt med människahjärnan och att låta användare till flyttningen som de som använder den riktade hjärnan, signalerar. Fördriva detta vinkar är en traditionell statisk elektricitetprosthetics för enorm för- det okända, det som är stilla, låter inte slätarörelsen av naturliga limbs. Genom att integrera, signalerar liknande till de som produceras av Merkel afferents, förklarar han, är forskare som slutligen kan, kompetent att skapa prosthetics som kan överföra signalerar om handlag och proprioception till hjärnan och att låta förehavanden som är liknande till infödda limbs.

Källa: http://www.hopkinsmedicine.org/news/media/releases/discovering_the_basics_of_active_touch

Advertisement