Новая техника расшифровывает механизмы, контролирующие исполнительные функции мозга приматов.

Человеческий мозг - это удивительно загадочный орган, который помогает эффективно справляться с множеством задач, помогая нам пережить долгий день. Эта функция, называемая исполнительной функцией, ставит приматов, подобных нам, на вершину эволюции. Перспектива потерять впечатляющий поток нейронной информации в нашем мозгу из-за несчастного случая или болезни, таким образом, нервирует. В случае такого неудачного случая для восстановления мозга до его прежнего рабочего состояния с полной функциональностью - так сказать, перезагрузки - потребуется лучшее понимание конкретных нейронных путей, которые зависят от рабочей памяти и принятия решений. две важные исполнительные функции.

Для достижения этой цели группа исследователей из Национального института квантовой и радиологической науки и технологий (QST), Япония, разработала метод, который они называют «управляемым визуализацией хемогенетическим синаптическим молчанием», чтобы расшифровать специфические нейронные пути, участвующие в высших исполнительных механизмах. функции. В новаторском исследовании, опубликованном в Science Advances , они теперь сообщают об успешном определении определенных нейронных путей, участвующих в рабочей памяти и принятии решений, с использованием этой техники.

Группа, возглавляемая доктором Такафуми Минамимото из отдела функциональной визуализации мозга, QST, сосредоточилась на изучении дорсолатеральной части префронтальной коры (dlPFC) в мозге обезьяны, чтобы применить свою технику и определить интересующие нервные пути. Они выбрали эту область мозга, поскольку она частично отвечает за управление исполнительными функциями и присутствует только у приматов.

Важно отметить, что роль dlPFC поддерживается такими областями мозга, как задний хвостатый (dCD) и латеральный медиодорсальный таламус (MD1). Что касается этой сложной ассоциации, доктор Кей Ояма, первый автор исследования, говорит: «Префронтальная кора приматов (ПФК), особенно ее дорсолатеральная часть, хорошо известна как центр исполнительных функций высшего порядка; она уникальна. развиваются у приматов и лежат в основе их отличительных когнитивных способностей. Эти функции, однако, зависят не только от нейронов dlPFC, но и от их кооперативного взаимодействия с подкорковыми структурами, включая дорсальное хвостатое ядро ​​(dCD) и латеральный медиодорсальный таламус (MD1) ».

Затем исследователи хотели определить механизмы рабочей памяти и принятия решений. Учитывая, что нейроны dlPFC, MDI и dCD связаны, они избирательно подавляют определенные нейронные синапсы, чтобы нарушить поток информации для достижения проекций dlPFC-dCD и dlPFC-MD1, либо односторонне (с вовлечением только одной стороны мозга), либо двусторонне. (с участием обеих сторон). Они заставили нейроны dlPFC экспрессировать дизайнерские рецепторы, активируемые исключительно дизайнерскими наркотиками (DREADD). Кроме того, обезьяны, участвовавшие в исследовании, были проанализированы на предмет поведенческих изменений, чтобы понять эффект хемогенетического молчания.