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I neuroscenziati usano le tecniche avanzate per studiare l'abilità del percorso del cervello

Indipendentemente da fatto che siamo informati di, esseri umani -- animali in generale-- usi costantemente le indicazioni ambientali per traversare da un posto ad un altro.

Scegliamo una funzionalità dal paesaggio e la usiamo per guidare le nostre informazioni di comportamento, della riunione e di computazione sui nostri dintorni. È un trattamento così vecchio e così essenziale per la sopravvivenza che si presenta spesso fuori delle nostre menti coscienti.

Il UC Santa Barbara Soo cantato neuroscenziato Kim è interessato nell'abilità del percorso dei nostri cervelli -- il sistema che permette che noi guidiamo per lavoro o casa sul pilota automatico, o ci ottiene al bagno ed alla parte posteriore nel mezzo della notte senza danneggiarsi.

Anche quando camminiamo per la prima volta in una stanza e gli indicatori luminosi escono, le probabilità sono noi possono trovare il nostro modo all'uscita senza danneggiarsi.

“È perché il vostro cervello aggiorna il vostro senso dell'orientamento anche nell'oscurità completa,„ Kim ha detto. Catturando alle informazioni ci riuniamo circa dove siamo riguardante la porta, i nostri cervelli ci guidiamo e ci aiutiamo ad evitare gli ostacoli, mentre remapping il nostro ambiente in nostre teste mentre ci chiudiamo dentro sulla nostra destinazione.

Per Kim, che studia i neuroni responsabili del nostro senso dell'orientamento, la domanda è ancor più fondamentale: Come? Come selezioniamo i punti di riferimento che usiamo quando traversiamo?

A volte attenzione-stanno ottenendo, quali i segni ed i numeri, ma sono spesso meno ovvi, come un albero sul nostro aumento preferito, il con svolta a destra su una strada rurale, o la siluetta delle edilizie nella distanza che ce li dicono o sta andando nella giusta direzione o che dobbiamo ricalcolare.

Il cervello seleziona uno stimolo da molti per guidare il vostro comportamento, particolarmente nel contesto di percorso. Quando traversate, ci possono essere parecchi punti di riferimento. Ma potete usare uno di loro come vostro riferimento, che il cervello seleziona. E quel genere di trattamento è qualcosa che voglia capire.„

Soo cantato Kim, neuroscenziato, università di California - Santa Barbara

Ed ora, con uno dei premi più prestigiosi del campo biomedico, Kim è sospeso fare appena quello. Quello nominato degli istituti nazionali di quest'anno del New Innovators di salubrità (NIH) di Direttore, riceverà $1,5 milioni in cinque anni per tuffarsi nell'aspetto innato eppure ancora misterioso quello del cervello.

Kim è uno di 53 ricercatori di presto-carriera riconosciuti dal NIH per la loro “ricerca insolitamente innovatrice,„ essendo sovvenzionato uno di 85 che fa parte di NIH ad alto rischio, alto programma di ricerca della ricompensa.

“La larghezza di scienza innovatrice messa avanti dal gruppo 2020 della presto-carriera e dei ricercatori conditi è impressionante ed ispirando,„ ha detto Direttore Francis S. Collins, M.D. di NIH, Ph.D. “sono sicuro che il loro lavoro azionerà la ricerca biomedica e comportamentistica e piombo ai miglioramenti nelle sanità.„

“Mi congratulo Soo cantato Kim sulla ricezione del New Innovator l'Award di NIH di un Direttore,„ ha detto Pierre Wiltzius, decano di matematico, vita e scienze fisiche al UC Santa Barbara. “Questo premio prestigioso in un testamento alla promessa del lavoro in anticipo della carriera di Soo cantato. Guardo in avanti ai suoi contributi continuati al campo della neuroscienza, poichè la sua ricerca ha il potenziale di aiutarci ad aprire i misteri fondamentali del cervello umano.„

“Immensamente sono onorato per essere scelto per questo premio,„ ha detto Kim. “Questo premio mi aiuterà solidamente a costituire il mio gruppo di ricerca ed ad aiutarmi a realizzare gli esperimenti di altissima qualità e la ricerca.„

Facendo uso delle tecniche avanzate quale la rappresentazione del due-fotone, il optogenetics e la modellistica di calcolo, Kim ed il suo gruppo osserveranno le risposte di un neurone ed i comportamenti fisici della mosca di frutta -- un organismo di modello molto bene-capito -- una volta sottoposto alle indicazioni ambientali che le richiedono di traversare.

“È come gioco nella realtà virtuale, la versione della mosca di frutta,„ Kim ha spiegato. Immerso in un'arena che simula le varie scene, gli insetti legati “volano,„ con i ricercatori che misurano le risposte fisiche, quale la differenza fra la sinistra e l'ampiezza di parte di destra-wingbeat che indica un cambiamento della direzione in risposta alla realtà virtuale.

“Allo stesso tempo, possiamo registrare l'attività nel cervello della mosca, che è più piccolo della capocchia di un spillo,„ Kim abbiamo aggiunto. Le mosche di frutta sono state trovate per avere circa 50" neuroni della bussola,„ sistemato convenientemente lungo il perimetro di una struttura a forma di ciambella nei loro cervelli chiamati l'organismo dell'elissoide, che codificano il senso dell'orientamento delle mosche. “Registrando l'attività di questi neuroni della bussola e dei neuroni ha connesso a loro, potete vedere come i neuroni come popolazione sviluppano questo senso dell'orientamento e come i neuroni a valle possono usare quelle informazioni per guidare il percorso,„ Kim ha detto.

Che cosa non è ancora completamente chiaro è come i cervelli selezionano la funzionalità o il punto di riferimento intorno a cui ancorare il loro senso dell'orientamento.

“Ci sono molte ipotesi nel campo, particolarmente nel campo della psicologia, dove hanno eseguito molti esperimenti nella selezione dello stimolo,„ Kim hanno detto.

È un trattamento attentional, lui è continuato, tanto come come i genitori possono identificare i loro bambini al campo da giuoco con altri bambini intorno. Kim pianificazione usare una simile struttura per disfare come le mosche selezionano i loro punti di riferimento.

“Il vantaggio della mosca di frutta è che potete realmente dividere, neurone dal neurone e vedete a come connettono, collaborano ed interagite a vicenda per eseguire questo genere di procedura di selezione,„ ha detto.

I risultati del lavoro di Kim non solo illumineranno i misteri di lunga durata di come il cervello della mosca -- e dall'estensione il nostri propri cervelli molto più complessi -- scelga i punti di riferimento da cui traversare, potrebbero anche servire da fondamenta per gli studi futuri del cervello nei campi biomedici.

“Se sapere gli impianti di cervello sani, quando avete un cervello con la malattia, potete confrontarlo al cervello sano per capirlo che cosa è sbagliato,„ avete detto.