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A evidência fisiológico influencia o processamento sadio na região auditiva do cérebro

Pela primeira vez, os pesquisadores forneceram a evidência fisiológico que um sistema patente do neuromodulation - um grupo de neurônios que regulam o funcionamento dos neurônios mais especializados - influencia fortemente o som que processa em uma região auditiva importante do cérebro. O neuromodulator, acetylcholine, pode mesmo ajudar os circuitos auditivos principais do cérebro a distinguir o discurso do ruído.

Quando o fenômeno da influência destes moduladores for estudado a nível do neocortex, onde as computações as mais complexas do cérebro ocorrem, foi estudado raramente a níveis mais fundamentais do cérebro.”

R. Michael Hamburguer, professor, neurociência, universidade de Lehigh

O estudante Chao Zhang do hamburguer e do Lehigh Ph.D. junto com colaboradores Nichole Beebe e Brett Schofield da universidade médica do nordeste de Ohio e Michael Pecka da universidade Munich de Ludwig-Maximilians conduziu a pesquisa. Os resultados foram descritos em um artigo, “respostas Som-evocadas Modulates de sinalização Cholinergic endógenas do núcleo central do corpo do trapézio,” publicado no início deste mês no jornal da neurociência. Os editores de jornal designaram o artigo como “notável” e ele foi incluído “na pesquisa caracterizada” para seu significado particular à comunidade científica.

“Este estudo trará provavelmente a atenção nova no campo às maneiras em que circuita como esta, consideradas extensamente essa “simples”, é de facto altamente complexo e sujeito à influência modulatory como regiões mais altas do cérebro,” diz o hamburguer.

A equipe conduziu experiências e a análise de dados electrofisiológicas para demonstrar que a entrada do acetylcholine do neurotransmissor, um neuromodulator patente no cérebro, influências a codificação da informação acústica pelo núcleo central do corpo do trapézio (MNTB), a fonte a mais proeminente de inibição a diversos núcleos chaves no sistema auditivo mais baixo. Os neurônios de MNTB foram considerados previamente computacionalmente simples, conduzidos por uma única grande sinapse excitatory e influenciados por entradas inibitórios locais. A equipe demonstra que além do que estas entradas, a modulação do acetylcholine aumenta a discriminação neural dos tons dos estímulos do ruído, que podem contribuir a processar sinais acústicos importantes tais como o discurso. Adicionalmente, descrevem as projecções anatômicas novas que fornecem o acetylcholine entrado ao MNTB.

O hamburguer estuda o circuito dos neurônios que “são prendidos junto” a fim realizar a função especializada de computar os lugar de que os sons emanam no espaço. Descreve neuromodulators como uns circuitos mais largos, menos específicos que overlay alto-mais especializados.

“Esta modulação parece ajudar estes neurônios a detectar sinais fracos no ruído,” diz o hamburguer. “Você pode pensar desta modulação como aparentado a deslocar a posição de uma antena para eliminar a estática para sua estação de rádio favorita.”

“Neste papel, nós mostramos que os circuitos modulatory têm um efeito profundo nos neurônios nos circuitos sadios da localização, a nível fundacional muito baixo do sistema auditivo,” adiciona Zhang.

Além, durante este estudo, os pesquisadores identificaram pela primeira vez um grupo de conexões completamente desconhecidas no cérebro entre os centros modulatory e esta área importante do sistema auditivo.

O hamburguer e Zhang pensam que estes resultados poderiam derramar a luz nova na contribuição do neuromodulation aos processos computacionais fundamentais em circuitos auditivos do brainstem, e isso igualmente tem implicações para compreender como a outra informação sensorial é processada no cérebro.

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.