Учёные представили результаты исследования, которые бросают вызов устоявшемуся представлению о том, что стриатум отвечает исключительно за выбор действий. В ходе эксперимента с участием мышей исследователи обнаружили, что стриатум и моторная кора работают в тандеме для указания деталей движения, таких как траектория достижения объекта.
Научный сотрудник лаборатории Dudman и его коллеги использовали инновационную систему «охвата», чтобы зафиксировать нейронную активность мозга мышей. Результаты показали, что обе области были активны во время выполнения движений, а не только при принятии решений. Эти данные могут значительно изменить понимание моторного контроля и способствовать разработке новых методов лечения заболеваний, таких как болезнь Паркинсона и Хантингтона.
Доцент лаборатории Dudman подчеркнул важность этих открытий: «Теперь мы можем начать думать о том, как стриатум контролирует скорость и другие параметры движения, что может помочь нам лучше понять, как восстановить его функции».
История исследования
Проект начался десять лет назад, когда ученые начали анализировать данные, которые противоречили существующим моделям о роли стриатума. Эти данные подтверждались другими наблюдениями, указывающими на механическую природу стриатума.
Пациенты с расстройствами движения, такими как Паркинсон и Хантингтон, испытывают трудности с выполнением целенаправленных движений, несмотря на способность принимать решения. Это натолкнуло исследователей на гипотезу о том, что стриатум может быть вовлечён в более механические аспекты выполнения действий.
Для проверки этой гипотезы команда разработала эксперимент, в котором действия были почти идентичными, но различались в незначительных деталях. Это позволило учёным разделить активность, связанную с выбором действия, и активность, связанную с его выполнением.
Инновационная система «достижения к награде»
Для проведения эксперимента исследователи создали новую систему, названную «достижение к награде». Эта система позволяла регистрировать нейронную активность мозга мышей, когда они выполняли различные действия, требующие почти одинаковых движений для достижения цели.
Результаты эксперимента показали, что нейронная активность в стриатуме и моторной коре была одинаковой независимо от того, какое движение выполняла мышь. Это свидетельствует о том, что обе области мозга участвуют в спецификации деталей движения, а не только в его выборе.
Координация мозга: множество агентов вместо одного
Эти результаты также поднимают вопрос о том, как различные области мозга координируются для выполнения одной функции. Вместо того чтобы рассматривать мозг как систему с несколькими агентами, выполняющими одну и ту же задачу, исследователи предполагают, что каждая область вносит свои уникальные вариации.
Будущие перспективы
Исследование лаборатории Dudman не только изменило представление о роли стриатума, но и открыло новые возможности для изучения моторного контроля. Учёные планируют продолжать работу над разработкой методов тестирования гипотез о роли различных областей мозга в выполнении сложных действий.
Научный сотрудник лаборатории Dudman отметил: «Мы находимся в среде, где можем своевременно построить новую часть экспериментального оборудования для проведения необходимых экспериментов. Это не просто ускорение — это переход на новый уровень, который позволяет нам пробовать новые идеи».
Литература.
“Conjoint specification of action by neocortex and striatum” — Josh Dudman et al. Neuron
