קליפת המוח מעבד מידע חושי באמצעות רשת מורכבת של חיבורים עצביים. כיצד מווסדים אותות אלה כדי לשכלל את התפיסה? צוות מאוניברסיטת ז'נבה (יוניג ') זיהה מנגנון שבאמצעותו תחזיות תלמיות מסוימות מכוונות לנוירונים ומשנים את ריגושם. יצירה זו, שפורסמה ב תקשורת טבעחושף צורה של תקשורת לא ידועה בעבר בין שני אזורים במוח, התלמוס וקליפת המוח הסומטוזנסורית. זה יכול להסביר מדוע אותו גירוי חושי לא תמיד מעורר את אותה התחושה ולפתוח דרכים חדשות להבנת הפרעות נפשיות מסוימות.
אותו גירוי חושי יכול להיתפס בבירור לעיתים, ולהישאר מעורפל אצל אחרים. ניתן להסביר תופעה זו באופן שבו המוח משלב גירויים. לדוגמה, נגיעה באובייקט מחוץ לתחום הראייה שלנו עשויה להספיק בכדי לזהות אותו … או לא. וריאציות תפיסתיות אלה נותרות מובנות בצורה לא טובה, אך עשויות להיות תלויות בגורמים כמו תשומת לב או נוכחות משבשת של גירויים אחרים. מה שבטוח, לטענת מדעני המוח, הוא שכאשר אנו נוגעים במשהו, אותות חושיים מקולטנים בעור מתפרשים על ידי אזור מתמחה בשם קליפת המוח הסומטוסנסורית.
בדרכם אליו, האותות עוברים ברשת נוירונים מורכבת, כולל מבנה מכריע במוח הנקרא The Thalamus, המשמש כתחנת ממסר. עם זאת, התהליך אינו חד כיווני. חלק משמעותי מהאלמוס מקבל גם משוב מהקליפה ויוצר לולאה של תקשורת הדדית. אך התפקיד והתפקוד המדויק של לולאת משוב זו עדיין לא ברורים. האם זה יכול למלא תפקיד פעיל באופן בו אנו תופסים מידע חושי?
מסלול מודולציה חדש
כדי לחקור שאלה זו, מדעי המוח ביוניג 'חקרו אזור בראש נוירונים פירמידאליים של קליפת המוח הסומטוסנסורית, עשירים בדנדריטים – הרחבות המקבלות אותות חשמליים מנוירונים אחרים. " נוירונים פירמידאליים יש צורות מוזרות למדי. הם א -סימטריים, הן בצורתו והן בתפקוד. מה שקורה בראש הנוירון שונה ממה שקורה בתחתית, " מסביר אנתוני הולטמאט, פרופסור מלא במחלקה למדעי המוח הבסיסיים (NEUFO) ובמרכז הסינפסי לחקר מדעי המוח לבריאות הנפש בפקולטה לרפואה של יוניג'ה, ומנהל המחקר.
הצוות שלו התמקד במסלול בו החלק העליון של נוירונים פירמידאליים בעכברים מקבל תחזיות מחלק ספציפי של התלמוס. על ידי גירוי של פנקי החיה – המקבילה למגע בבני אדם – נחשף דיאלוג מדויק בין תחזיות אלה לדנדריטים של נוירונים פירמידאליים.
מה שמדהים, בניגוד לתחזיות התלמיות הרגילות הידועות כמפעילות נוירונים פירמידאליים, הוא שחלקו של התלמוס המספק משוב מווסת את פעילותם, בפרט על ידי הפיכתם לרגישים יותר לגירויים. "
רונאן צ'ירו, חוקר בכיר ב- NEUFO ומחבר משותף למחקר
קולטן לא צפוי
שימוש בטכניקות מתקדמות – הדמיה, אופטוגנטיקה, פרמקולוגיה ובעיקר אלקטרופיזיולוגיה – צוות המחקר הצליח לרשום את הפעילות החשמלית של מבנים זעירים כמו דנדריטים. גישות אלה עזרו להבהיר כיצד אפנון זה פועל ברמה הסינפטית. בדרך כלל, הגלוטמט הנוירוטרנסמיטר פועל כאות הפעלה. זה עוזר לנוירונים להעביר מידע חושי על ידי הפעלת תגובה חשמלית בנוירון הבא.
במנגנון שזה עתה התגלה, גלוטמט ששוחרר מהתחזיות התלמיות נקשר לקולטן אלטרנטיבי הממוקם באזור ספציפי של נוירון הפירמידלי בקליפת המוח. במקום מרגש ישירות את הנוירון, אינטראקציה זו משנה את מצב ההיענות שלה, ובאופן יעיל מכניסה אותו לקלט חושי עתידי. לאחר מכן נוירון מופעל בקלות רבה יותר, כאילו הוא מותנה להגיב טוב יותר לגירוי חושי עתידי.
" זהו מסלול לא ידוע בעבר למודולציה. בדרך כלל, אפנון של נוירונים פירמידאליים מובטח על ידי האיזון בין נוירונים מעוררים ומעכבים, ולא לפי סוג זה של מנגנון, " מסביר רונאן צ'ירו.
השלכות על תפיסה והפרעות
על ידי הדגמה שלולאת משוב ספציפית בין קליפת המוח הסומטוזנסורית לתלמוס יכולה לשנות את הריגוש של נוירונים קליפת המוח, המחקר מציע כי מסלולי תלמי אינם פשוט מעבירים אותות חושיים, אלא גם משמשים כמגברים סלקטיביים של פעילות קליפת המוח. " במילים אחרות, התפיסה שלנו את המגע לא מעוצבת רק על ידי נתונים חושיים נכנסים, אלא גם על ידי אינטראקציות דינאמיות בתוך הרשת התלמוקורטיקלית, " מוסיף אנתוני הולטמאט. מנגנון זה יכול גם לתרום להבנת הגמישות התפיסתית שנצפתה במצבי שינה או ערות, כאשר ספי החישה משתנים. השינוי שלה יכול גם למלא תפקיד בפתולוגיות מסוימות, כמו הפרעות בספקטרום האוטיזם.
