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La prova fisiologica influenza il trattamento sano nella regione uditiva del cervello

Per la prima volta, i ricercatori hanno fornito la prova fisiologica che un sistema dominante di neuromodulatore - un gruppo di neuroni che regolamentano il funzionamento dei neuroni specializzati - influenza forte il trattamento sano in una regione uditiva importante del cervello. Il neuromodulatore, acetilcolina, può anche aiutare i circuiti uditivi principali del cervello per distinguere il discorso da disturbo.

Mentre il fenomeno dell'influenza di questi modulatori è stato studiato al livello del neocortex, in cui i calcoli più complessi del cervello accadono, è stato studiato raramente ai livelli più fondamentali del cervello.„

R. Michael Burger, il professor, neuroscienza, Lehigh University

L'hamburger e lo studente Chao Zhang di Ph.D. di Lehigh con i collaboratori Nichole Beebe e Brett Schofield dell'università medica di nordest dell'Ohio e Michael Pecka di università Monaco di Baviera di Ludwig-Maximilians hanno condotto la ricerca. I risultati sono stati descritti in un articolo, “risposte Suono-evocate Modulates di segnalazione colinergiche endogene del nucleo mediale dell'organismo del trapezio,„ pubblicato più presto questo mese nel giornale della neuroscienza. Gli editori di riviste hanno designato l'articolo come “considerevole„ e è stato incluso “nella ricerca descritta„ per il suo significato particolare in comunità scientifica.

“Questo studio probabilmente porterà la nuova attenzione nel campo ai modi in cui gira intorno a come questo, ampiamente considerati quello “semplice„, è in effetti altamente complesso e conforme ad influenza modulatory come le più alte regioni del cervello,„ dice l'hamburger.

Il gruppo ha condotto gli esperimenti e l'analisi di dati elettrofisiologici per dimostrare che l'input dell'acetilcolina del neurotrasmettitore, un neuromodulatore dominante nel cervello, influenze la codifica delle informazioni acustiche dal nucleo mediale dell'organismo del trapezio (MNTB), la sorgente più prominente di inibizione a parecchi nuclei chiave nel sistema uditivo più basso. I neuroni di MNTB precedentemente sono stati considerati informaticamente semplici, sono stati guidati da una singola grande sinapsi eccitante e sono stati influenzati dagli input inibitori locali. Il gruppo dimostra che oltre a questi input, la modulazione dell'acetilcolina migliora la distinzione neurale dei toni dagli stimoli di disturbo, che possono contribuire ad elaborare i segnali acustici importanti quale discorso. Ulteriormente, descrivono le proiezioni anatomiche novelle che forniscono l'acetilcolina introdotta al MNTB.

L'hamburger studia il circuito dei neuroni che “sono collegati insieme„ per espletare la funzione specializzata di computazione delle posizioni da cui i suoni derivano nello spazio. Descrive i neuromodulatori come più vasti, circuiti meno specifici che hanno ricoperto più altamente specializzati quei.

“Questa modulazione sembra aiutare questi neuroni per individuare i segnali deboli nel disturbo,„ dice l'hamburger. “Potete pensare a questa modulazione come analogo dello spostamento della posizione di un'antenna per eliminare l'elettricità statica per la vostra stazione radio preferita.„

“In questo documento, indichiamo che i circuiti modulatory hanno un effetto profondo sui neuroni nei circuiti sani della localizzazione, al livello fondamentale molto basso del sistema uditivo,„ aggiunge Zhang.

Inoltre, nel corso di questo studio, i ricercatori hanno identificato per la prima volta un insieme delle connessioni completamente sconosciute nel cervello fra i centri modulatory e questa area importante del sistema uditivo.

L'hamburger e Zhang pensano che questi risultati potrebbero fare il nuovo indicatore luminoso sul contributo del neuromodulatore ai trattamenti di calcolo fondamentali in circuiti uditivi del tronco cerebrale ed egualmente quello le implicazioni per la comprensione come altre informazioni sensitive sono elaborate nel cervello.

Source:
Journal reference:

Zhang, C., et al. (2020) Endogenous Cholinergic Signaling Modulates Sound-evoked Responses of Medial Nucleus of Trapezoid Body. Journal of Neuroscience. doi.org/10.1523/JNEUROSCI.1633-20.2020.