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Les neurologistes emploient des techniques avancées pour étudier la capacité de la navigation du cerveau

Si ou non nous nous rendons compte de elle, des êtres humains -- animaux en général -- employez continuellement les caractères indicateurs environnementaux pour diriger d'une place à l'autre.

Nous choisissons une caractéristique de l'horizontal et l'employons pour guider notre comportement, recueillant et calculant des informations au sujet de nos environs. C'est un procédé si vieux et si essentiel pour la survie qu'il se produit souvent en dehors de nos esprits conscients.

UC Santa Barbara Soo chanté par neurologiste Kim est intéressé par la capacité de la navigation de nos cerveaux -- le système qui nous permet de conduire pour fonctionner ou autoguider sur le pilote automatique, ou nous obtiennent à la salle de bains et de retour au milieu de la nuit sans se blesser.

Même lorsque nous entrons dans une salle pour la première fois et les lumières s'éteignent, les occasions sont nous peuvent trouver notre chemin à la sortie sans se blesser.

« C'est parce que votre cerveau met à jour votre sens de l'orientation même dans la densité complète, » Kim a dit. Nous prenant à l'information nous réunissons au sujet d'où nous sommes relativement à la trappe, nos cerveaux nous guidons et nous aidons à éviter des obstacles, tout en remapping notre environnement dans des nos têtes pendant que nous nous fermons dedans sur notre destination.

Pour Kim, qui étudie les neurones responsables de notre sens de l'orientation, la question est bien plus principale : Comment ? Comment sélectons-nous les points de repère que nous employons quand nous dirigeons ?

Parfois ils attention-obtiennent, comme des signes et des numéros, mais souvent ils sont moins évidents, comme un arbre sur notre hausse préférée, le tourne-à-droite sur une route rurale, ou la silhouette des constructions dans la distance qui nous nous indiquent ou vont dans le bon sens ou qui nous devons recalculer.

Le cerveau sélectionne un stimulus hors d'on pour guider votre comportement, particulièrement dans le cadre de la navigation. Quand vous dirigez, il peut y avoir plusieurs points de repère. Mais vous pouvez employer l'un d'entre eux comme votre référence, que le cerveau sélecte. Et ce genre de procédé est quelque chose que je veux comprendre. »

Soo chanté Kim, neurologiste, Université de Californie - Santa Barbara

Et maintenant, avec une des récompenses les plus prestigieuses biomédicales de l'inducteur, Kim est porté en équilibre pour faire juste cela. Nommé d'instituts nationaux de cette année de New Innovators de la santé (NIH) de directeur, il recevra $1,5 millions sur cinq ans pour plonger dans l'aspect inné pourtant encore mystérieux de cela du cerveau.

Kim est l'un de 53 chercheurs de tôt-carrière identifiés par le NIH pour leur « recherche exceptionnellement novatrice, » recevant une de 85 concessions qui font partie du haut risque de NIH, programme de recherche élevé de récompense.

« La largeur de la science novatrice mise en avant par la cohorte 2020 de la tôt-carrière et des chercheurs assaisonnés est impressionnante et inspirant, » a dit directeur Francis S. Collins, M.D. de NIH, Ph.D. « je suis confiant que leur travail actionnera la recherche biomédicale et comportementale et mènera aux améliorations de la santé des personnes. »

« Je félicite Soo chanté Kim sur recevoir New Innovator Award de NIH d'un directeur, » a dit Pierre Wiltzius, doyen de mathématique, durée et sciences physiques à UC Santa Barbara. « Cette récompense prestigieuse dans un testament à la promesse du travail tôt de la carrière de Soo chanté. J'attends avec intérêt ses cotisations prolongées à l'inducteur de la neurologie, car sa recherche a le potentiel de nous aider à débloquer des mystères principaux de l'esprit humain. »

« Je suis énormément honoré pour être choisi pour cette récompense, » a dit Kim. « Cette récompense m'aidera solidement à déterminer mon organisme de recherche et à m'aider à exécuter les expériences très de haute qualité et la recherche. »

Utilisant des techniques de pointe telles que la représentation de deux-photon, l'optogenetics et la modélisation numérique, le Kim et son équipe observeront les réactions neuronales et les comportements matériels de la mouche à fruit -- un organisme modèle très bien-compris -- une fois soumis aux caractères indicateurs environnementaux qui exigent de eux de diriger.

« Il est comme le jeu dans la réalité virtuelle, la version de mouche à fruit, » Kim a expliqué. Immergé dans une arène qui simule des scènes variées, les insectes attachés « volent, » avec des chercheurs mesurant des réactions matérielles, telles que la différence entre l'amplitude gauche- et droite-wingbeat qui indique un changement de direction en réponse à la réalité virtuelle.

« En même temps, nous pouvons enregistrer l'activité dans le cerveau de mouche, qui est plus petit que la tête d'épingle, » Kim avons ajouté. Des mouches à fruit se sont avérées pour avoir approximativement 50" des neurones de compas, » commodément disposé le long du périmètre d'une structure en forme d'anneau en leurs cerveaux appelés le fuselage d'ellipsoïde, qui codent le sens de l'orientation des mouches. « En enregistrant l'activité de ces neurones de compas et des neurones a branché à eux, vous pouvez voir comment les neurones en tant que population développent ce sens de l'orientation, et comment les neurones en aval peuvent employer cette information pour guider la navigation, » Kim a dit.

Ce qui n'est pas encore entièrement clair est comment les cerveaux sélectent la caractéristique ou le point de repère autour dont pour ancrer leur sens de l'orientation.

« Il y a beaucoup d'hypothèses dans le domaine, particulièrement dans le domaine de la psychologie, où ils ont entrepris beaucoup d'expériences dans le choix de stimulus, » Kim a dit.

C'est un procédé attentional, il prolongé, tout comme la façon dont les parents peuvent recenser leurs enfants au terrain de jeu avec d'autres enfants autour. Kim planification pour employer un cadre assimilé pour se démêler comment les mouches sélectent leurs points de repère.

« L'avantage de la mouche à fruit est que vous pouvez réellement disséquer, neurone par le neurone, et voit à la façon dont ils branchent, collaborent et agit l'un sur l'autre les uns avec les autres pour exécuter ce genre de choix, » il a dit.

Les résultats du travail de Kim illumineront non seulement les mystères de longue date de la façon dont le cerveau de mouche -- et par prolonge nos propres moyens des cerveaux bien plus complexes -- choisissez les points de repère par lesquels pour diriger, ils pourraient également servir de fondation à de futures études de cerveau dans les domaines biomédicaux.

« Si vous savez les travaux de cerveau sains, quand vous avez un cerveau avec la maladie, vous pouvez la comparer au cerveau sain pour le figurer à l'extérieur ce qui est erroné, » avez dit.