I diversi neuroni posizionati all'interno del cervello hanno implicazioni per le malattie psichiatriche

Ognuno fa i piccoli errori di ogni giorno da abitudine--un cameriere dice, “gode del vostro pasto,„ e rispondete con, “voi, anche!„ prima della realizzazione che la persona non è, infatti, andare godere del vostro pasto. Fortunatamente, ci fanno parte dei nostri cervelli che riflettono i nostri errori di cattura, di comportamento e la correzione loro rapidamente.

Un gruppo Caltech guidato dei ricercatori ora ha identificato i diversi neuroni che possono essere alla base di questa abilità. Il lavoro fornisce le registrazioni rare di diversi neuroni ha individuato in profondità all'interno del cervello umano ed ha implicazioni per le malattie psichiatriche come disordine ossessivo.

Il lavoro era una collaborazione fra i laboratori di Ralph Adolphs (PhD '93), professore di Bren della psicologia, la neuroscienza e biologia e l'Allen V.C. Davis e presidenza della direzione di Lenabelle Davis e Direttore del centro della rappresentazione di cervello di Caltech dell'istituto di Chrissy e di Tianqiao Chen per la neuroscienza; e Ueli Rutishauser (PhD '08), professore associato di neurochirurgia, neurologia e scienze biomediche e consiglio superiore la presidenza in neuroscienze al centro medico di Cedro-Sinai.

“Molta gente conosce la sensibilità della fabbricazione dell'errore e rapidamente della cattura--per esempio, quando state digitando e premete il tasto sbagliato, potete realizzare che avete fatto un errore senza anche avere bisogno di vedere l'errore sullo schermo,„ dice Rutishauser, che è egualmente un socio visualizzante nella divisione di Caltech di biologia e di assistenza tecnica biologica. “Questo è un esempio di come noi auto-video i nostri propri errori spaccato il minuto. Ora, con questa ricerca, conosciamo quali neuroni sono compresi in questo e stiamo cominciando imparare più circa come l'attività di questi neuroni ci aiuta a cambiare il nostro comportamento agli errori corretti.„

In questo lavoro, piombo dal dottorando Zhongzheng (ruscelli) Fu di Caltech, i ricercatori hanno mirato ad ottenere una maschera precisa di che cosa accade al livello di diversi neuroni quando una persona si cattura dopo la fabbricazione dell'errore. Per fare questo, hanno studiato la gente che ha avuta elettrodi sottili temporaneamente impiantati nei loro cervelli (originalmente contribuire a localizzare gli attacchi epilettici). Il lavoro è stato fatto in collaborazione con il neurochirurgo Adam Mamelak, professore di neurochirurgia al Cedro-Sinai, che ha condotto tali impianti dell'elettrodo per il video clinico dell'epilessia per più una decade e collaborato molto attentamente sulla ricerca studia.

Mentre l'attività neurale è stata misurata in loro corteccia frontale mediale (MFC), una regione del cervello conosciuta per partecipare al video di errore, i pazienti dell'epilessia è stata data un cosiddetto compito di Stroop di completare. In questo compito, una parola video su uno schermo di computer ed i pazienti sono chiesti di identificare il colore del testo. A volte, il testo ed il colore sono lo stesso (la parola “verde„ per esempio, è indicata nel verde). In altri casi, la parola ed il colore sono differenti (“il verde„ è indicato in testo rosso). In quest'ultimo caso, la risposta corretta sarebbe “rosso,„ ma molta gente fa l'errore di dire “il verde.„ Questi sono gli errori che i ricercatori hanno studiato.

Le misure hanno permesso che il gruppo identificasse i neuroni specifici nel MFC, chiamato neuroni di errori di monitoraggio, che avrebbero infornato subito dopo che una persona ha fatto un errore, molto prima che fossero dati il feedback circa la loro risposta.

Per le decadi, gli scienziati hanno studiato come la gente auto-individua gli errori facendo uso degli elettrodi collocati sulla superficie del cranio che misurano l'attività elettrica aggregata di migliaia di neuroni. Questi cosiddetti elettroencefalogrammi rivelano quell'impronta un particolare di brainwave, chiamata la negatività in relazione con l'errore (ERN), è comunemente - veduto sul cranio sopra il MFC right after una persona fa un errore. Nei loro esperimenti, Fu ed i suoi colleghi hanno misurato simultaneamente la NRE come pure l'infornamento di diversi neuroni di errori.

Hanno scoperto due nuovi aspetti fondamentali della NRE. In primo luogo, il livello di radioattività di un neurone di errori è stato correlato positivamente con l'ampiezza della NRE: più grande la NRE per un errore particolare, più l'attivo era i neuroni di errori. Ciò che trova rivela che un'osservazione della NRE--una misura non invadente--fornisce informazioni sul livello di attività dei neuroni di errori trovati profondi all'interno del cervello. In secondo luogo, hanno trovato che questa correlazione del NRE-singolo-neurone, a loro volta, preveduta se la persona avrebbe cambiato il loro comportamento--cioè se rallentassero e mettessero a fuoco più per evitare fare un errore sulla loro risposta seguente. Se i neuroni di errori infornati ma l'impronta cervello di ampiezza di NRE non fossero veduti o fossero deboli, la persona potrebbe ancora riconoscere che hanno fatto un errore, ma non modificherebbero il loro comportamento per il compito seguente. Ciò suggerisce che i neuroni di errori debbano comunicare la loro rilevazione degli errori ad una grande rete del cervello per influenzare il comportamento.

I ricercatori hanno trovato ulteriore prova specifica per le parti del circuito coinvolgere.

“Abbiamo trovato i neuroni di errori in due parti differenti del MFC: la corteccia anteriore dorsale del cingulate (dACC) e l'area di motore pre-supplementare (pre--SMA),„ dice Fu. “Il segnale di errore è comparso nei 50 millisecondi pre--SMA più in anticipo di nel dACC. Ma soltanto nel dACC era la correlazione fra la NRE ed i neuroni di errori premonitori di se una persona avrebbe modificato il loro comportamento. Ciò rivela una gerarchia di trattamento--una struttura organizzativa del circuito al livello del unico neurone che è importante per controllo esecutivo di comportamento.„

La ricerca potrebbe anche avere implicazioni per la comprensione del disordine ossessivo, una circostanza in cui una persona tenta continuamente di correggere “gli errori percepiti.„ Per esempio, alcune persone con questa circostanza avvertiranno un'esigenza controllare ripetutamente, in poco tempo periodo, se hanno bloccato loro porta. Qualche gente con disordine ossessivo è stata indicata per avere un potenziale anormalmente grande di NRE, indicante che i loro circuiti di errore-video sono iperattivi. La scoperta dei neuroni di errori ha potuto facilitare i nuovi trattamenti per sopprimere questa iperattività.

La speranza seguente dei ricercatori di identificare come le informazioni dai neuroni di errori attraversano il cervello per produrre i cambiamenti comportamentistici come il rallentamento e mettere a fuoco. “Finora, abbiamo identificato due regioni del cervello nella corteccia frontale che sembrano fa parte di una sequenza delle fasi di lavorazione, ma, naturalmente, l'intero circuito sta andando essere molto più complesso di quello,„ dice Adolphs. “Un viale futuro importante sarà di combinare gli studi che hanno risoluzione molto alta, come questa, con gli studi facendo uso di fMRI [imaging a risonanza magnetica funzionale] quell'elasticità noi un campo visivo del intero-cervello.„

Sorgente: http://www.caltech.edu/news/learning-mistakes-84558