A színérzékelés agyi áramköreit azonosították | EatchbQ

Neuroscience News logo for mobile.

Összegzés: A tudósok azonosították a gyümölcslegyekben a színérzékelésért felelős speciális agyi áramköröket. Ezek a neuronok a látólebenyben szelektíven reagálnak a különböző árnyalatokra, beleértve azokat is, amelyeket az emberek ibolyának és ultraibolya színűnek érzékelnek.

Ez az úttörő felfedezés betekintést nyújt abba, hogy az agy hogyan alakítja át a nyers szenzoros jeleket értelmes észlelésekké, és segíthet jobban megérteni a más állatok, köztük az emberek színlátásának hátterében álló idegi mechanizmusokat.

Legfontosabb tényeket:

  • A gyümölcslégy látólebenyében lévő specifikus neuronok szelektíven reagálnak a különböző színekre.
  • Ezen áramkörök felfedezését egy részletes gyümölcslégy-agy-csatlakozó elérhetősége tette lehetővé.
  • Ez a kutatás rávilágít arra, hogy az agy hogyan alakítja át az érzékszervi jeleket a világ észlelésévé.

Forrás: Columbia Egyetem

Felfogni valamit – bármit – a környezetében annyit tesz, mint tudatosítani azt, amit érzékszervei regisztrálnak. A Columbia Egyetem idegtudósai ma először azonosítanak olyan agysejt-áramköröket gyümölcslegyekben, amelyek a nyers szenzoros jeleket színérzékeléssé alakítják, amelyek irányíthatják a viselkedést.

Eredményeiket a folyóiratban tették közzé A természet idegtudománya.

A tudósok korábban arról számoltak be, hogy az állatok agyában olyan neuronokat találtak, amelyek szelektíven reagálnak a különböző színekre vagy árnyalatokra, pl. piros vagy zöld. Köszönetnyilvánítás: Neuroscience News

„Sokan természetesnek tekintjük a gazdag színeket, amelyeket nap mint nap látunk – az érett eper vörösét vagy a gyermekszem mélybarnáját. De ezek a színek nem léteznek az agyunkon kívül” – mondta Rudy Behnia, PhD, a columbiai Zuckerman Intézet vezető kutatója és a cikk megfelelő szerzője.

Elmagyarázta, hogy a színek inkább olyan érzékelések, amelyeket az agy úgy alkot meg, hogy értelmet ad a szem által észlelt hosszabb és rövidebb fényhullámoknak.

“Az érzékszervi jelek világérzékelésekké való átalakítása az, ahogyan az agy segíti az organizmusokat a túlélésben és a fejlődésben” – mondta Dr. Behnia.

„Az a kérdés, hogyan érzékeljük a világot, egyszerű kérdésnek tűnik, de megválaszolni kihívást jelent” – tette hozzá dr. Behnia

“Remélem, hogy a színérzékelés mögött rejlő neurális elvek feltárására tett erőfeszítéseink segíteni fognak abban, hogy jobban megértsük, hogyan vonja ki az agy a környezet azon jellemzőit, amelyekkel mindennap megbirkózni kell.”

Új cikkükben a kutatócsoport beszámol arról, hogy a gyümölcslegyekben olyan specifikus neuronhálózatokat fedeztek fel, amelyek az agysejtek egy fajtája, amelyek szelektíven reagálnak a különböző árnyalatokra. A színárnyalat a fény bizonyos hullámhosszaihoz vagy hullámhosszainak kombinációihoz kapcsolódó észlelt színeket jelöli, amelyek természetüknél fogva nem színesek. Ezek a színárnyalat-szelektív neuronok a látólebenyben, az agy látásért felelős területén helyezkednek el.

Azok a színárnyalatok, amelyekre ezek a neuronok reagálnak, vannak olyan árnyalatok, amelyeket az emberek lilaként érzékelnek, és mások, amelyek megfelelnek az ultraibolya hullámhossznak (ember által nem észlelhető). Az UV árnyalatok észlelése fontos egyes élőlények, például méhek és esetleg gyümölcslegyek túlélése szempontjából; például sok növénynek van ultraibolya mintája, amely segíthet a rovarok pollenhez juttatásában.

A tudósok korábban arról számoltak be, hogy az állatok agyában olyan neuronokat találtak, amelyek szelektíven reagálnak a különböző színekre vagy árnyalatokra, pl. piros vagy zöld. De senki sem tudta nyomon követni azokat a neurális mechanizmusokat, amelyek lehetővé tették ezt a színszelektivitást.

Itt bizonyult hasznosnak a közelmúltban elérhető légy-agy csatlakozó. Ez a bonyolult térkép leírja, hogy a gyümölcslégy máknyi agyában lévő nagyjából 130 000 neuron és 50 millió szinapszis hogyan kapcsolódik egymáshoz – mondta Dr. Behnia, aki a Columbia Vagelos Orvosok és Sebészek Kollégiumának idegtudományi adjunktusa is.

A konnektómát referenciaként használva – hasonlóan a kirakósdobozon lévő képhez, amely útmutatóul szolgál arra, hogyan illeszkedik egymáshoz ezer darab – a kutatók agysejtekre vonatkozó megfigyeléseik alapján olyan diagramot dolgoztak ki, amelyről azt gyanítják, hogy az árnyalatszelektivitás mögött meghúzódó neuronális áramkört reprezentálja. .

A kutatók ezután ezeket az áramköröket matematikai modellként hozták létre, hogy szimulálják és vizsgálják az áramkör tevékenységeit és képességeit.

“A matematikai modellek olyan eszközökként szolgálnak, amelyek lehetővé teszik számunkra, hogy jobban megértsünk valami olyan rendetlen és összetett dolgot, mint ezek az agysejtek és azok összekapcsolása” – mondta Matthias Christenson, PhD, a tanulmány társszerzője és a Dr. Behnia laboratóriuma.

“A modellekkel azon dolgozhatunk, hogy megértsük ezt a bonyolultságot.” Dr. Larry Abbott, William Bloor elméleti idegtudomány professzora, fiziológia és sejtbiofizika professzora, valamint a Zuckerman Intézet vezető kutatója szintén kritikusan hozzájárult a modellezési munkához.

“A modellezés nemcsak azt tárta fel, hogy ezek az áramkörök tartalmazhatják a színárnyalat-szelektivitáshoz szükséges tevékenységeket, hanem rámutattak egyfajta sejt-cella összekapcsolódásra is, amelyet ismétlésnek neveznek, amely nélkül a színárnyalat-szelektivitás nem jöhet létre.

” Egy ismétlődő neurális áramkörben az áramkör kimenetei visszakerülnek bemenetekké. És ez egy újabb kísérletet sugallt” – mondta Álvaro Sanz-Diez, PhD, a Dr. Behnia laboratóriuma és a másik társszerzője A természet idegtudománya papír.

“Amikor genetikai technikát alkalmaztunk a gyümölcslegyek agyában ismétlődő kapcsolat egy részének megzavarására, a korábban színárnyalat-szelektív aktivitást mutató neuronok elvesztették ezt a tulajdonságot” – mondta Dr. Sanz-Diez. “Ez megerősítette a bizalmunkat abban, hogy valóban felfedeztük a színérzékelésben szerepet játszó agyi áramköröket.”

“Most már egy kicsit többet tudunk arról, hogy az agy huzalozása hogyan teszi lehetővé számunkra a színek érzékelési megjelenítését” – mondta Dr. Behnia. “Remélem, hogy új felfedezéseink segíthetnek megmagyarázni, hogy az agy miként hoz létre mindenféle érzékelést, beleértve a színt, a hangot és az ízt.”

Erről a színérzékelésről és a vizuális idegtudományi kutatási hírekről

Szerző: Ivan Amato
Forrás: Columbia Egyetem
Kapcsolatba lépni: Ivan Amato – Columbia Egyetem
Kép: A kép a Neuroscience News jóvoltából

Eredeti kutatás: Nyílt hozzáférésű.
Színszelektivitás a Drosophila visszatérő áramkörökből” Rudy Behnia et al. A természet idegtudománya


Absztrakt

Színszelektivitás a Drosophila visszatérő áramkörökből

A színérzékelés során a tárgyakról visszaverődő fény hullámhosszait a fényesség, telítettség és színárnyalat származtatott mennyiségeivé alakítják.

A színárnyalatra szelektíven reagáló neuronokról számoltak be a főemlőskéregben, de nem ismert, hogy a színtér szűk hangolását hogyan állítják elő az upstream áramköri mechanizmusok.

Beszámolunk a neuronok felfedezéséről Drosophila színárnyalat-szelektív tulajdonságokkal rendelkező optikai lebeny, amely lehetővé teszi a színfeldolgozás áramköri szintű elemzését.

Egy egész elektronmikroszkópos térfogatának elemzéséből Drosophila Az agyban egy konnekomika által kötött áramkörmodellt hozunk létre, amely figyelembe veszi ezt az árnyalatszelektivitást.

Modellünk azt jósolja, hogy az áramkörben az ismétlődő kapcsolatok kritikusak a színárnyalat-szelektivitáshoz.

A felnőtt legyek replikációjának megzavarására irányuló genetikai manipulációkkal végzett kísérletek megerősítik ezt a jóslatot.

Eredményeink feltárják a színlátás színárnyalat-szelektivitásának áramköri alapját.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *