L'activité ne est pas corrélée dans le cerveau

Admin Avril 9, 2015 Santé 67 0
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Leurs conclusions donnent des détails sur la façon dont le cerveau traite l'information et l'accès.

"Comprendre l'activité neuronale en bonne santé est l'une des premières étapes pour débloquer le cerveau des personnes atteintes de maladies comme l'autisme," a déclaré le Dr Andreas S. Tolias, professeur adjoint de neurosciences au BCM et auteur principal sur le papier.


Les modèles de potentiels d'action sont organisées pour permettre à notre cerveau à travailler efficacement. Par exemple, le cortex visuel, qui est la région du cerveau où l'information des yeux est traité, contient environ deux douzaines de régions distinctes organisées hiérarchiquement. Les gens peuvent voir et d'interpréter le monde autour d'eux, parce que l'information est traitée (par le biais des potentiels d'action) à travers ce système organisé d'une région à l'autre.

Tolias, qui est aussi le personnel avec le Michael E. DeBakey Veterans Affairs Medical Center, a déclaré: "Si vous étiez à intercepter l'activité d'un neurone dans la partie visuelle du cerveau, alors qu'une personne regarde une image encore et encore, le neurone réagit différemment à chaque fois. En d'autres termes, une partie importante de l'activité est liée à l'image elle-même. Ce est cette activité que l'on croyait être commune à plusieurs neurones adjacents, car ils sont densément interconnecté. "

"Ce est là que les problèmes commencent à surgir», a déclaré Tolias. "Si l'entreprise ne est pas liée au cadre est commun à de nombreuses cellules, construirait une étape de traitement à l'activité du cerveau suivant, finalement dominant et qui rend impossible de traiter l'information -. Un scénario emballement de synchronisation définie "

Pour trouver une réponse à ce paradoxe, Tolias et ses collègues, y compris Alexander S. Ecker, premier auteur de l'article, qui est un étudiant diplômé en laboratoire Tolias 'au BCM et l'Institut Max Planck de cybernétique biologique en Tьbingen, en Allemagne ont développé une nouvelle technologie qui a permis une mesure plus précise du potentiel d'action. Ils ont constaté que les groupes de neurones que l'on croit réaction corrélée effectivement eu un rapport faible. Ils ont réagi seul, ne dépend pas de l'autre.

«Nous avons mesuré les corrélations dans éveillés, les primates se comportent, ce qui nous permet d'avoir le contrôle des conditions expérimentales. Cela nous a donné la possibilité d'éliminer la possibilité d'une série d'objets qui affectent nos mesures», a déclaré Mme Ecker. "Pour l'enregistrement, nous avons utilisé chroniquement implanté tableau multi-tétrode - une technique qui nous a donné la capacité de surveiller de nombreux neurones à l'enregistrement de très haute qualité."

Selon le président du Département des neurosciences, le Dr Michael Friedlander, "Les auteurs atteint ce résultat avec une combinaison intelligente de la technologie d'enregistrement et de paradigme expérimental qui est basé sur leur approche profondément interdisciplinaire de l'étude neuroscientifique y compris expérimentale, de calcul, de l'ingénierie et des mathématiques capacité de recherche comportementale ".

Le test consistait à une série de stimuli visuels allant de bars et des images naturelles de réseau. Les groupes de neurones testés étaient physiquement proches les uns aux autres avec des champs récepteurs hautement chevauchent et tous recevoir forte entrée commune.

Une raison Tolias croit que les neurones se comportent sans corrélation est de permettre à l'information d'être envoyé par le cerveau aussi efficacement que possible.

"Un tel mécanisme qui permet la décorrélation pourrait être une condition préalable à empêcher les petits corrélations de se accumuler et de dominer l'activité du réseau long de la hiérarchie visuelle», a déclaré Mme Ecker.

«L'état d'décorrélation" peut aussi avoir d'autres avantages, Tolias ajouté. "Traitement de l'information dans le cerveau est beaucoup plus facile si l'activité des cellules nerveuses» ne est pas lié. Si un niveau de la hiérarchie veut savoir ce que la zone précédente est fait, vous pouvez simplement oublier corrélations dans ce cas. Sinon, doit effectuer des calculs plus complexes pour arriver au même résultat ".

Tolias a déclaré que ces résultats ouvrent la porte à de nouvelles questions importantes sur le cerveau des personnes atteintes de maladies comme l'autisme ou d'épilepsie. Des questions comme: «Ils sont les neurones en corrélation plus ou moins élevé parmi ces groupes de personnes et ces modèles sont dans le cerveau pour être brisées?"

D'autres qui ont participé à l'étude comprennent Philipp Berens, Institut Max Planck de cybernétique biologique (MPI) en Tьbingen, Allemagne, Centre de neurosciences intégratives et de l'Institut de physique théorique, Université de Tьbingen, l'Allemagne et Département de neurosciences au BCM; Georgios A. Keliris, MPI; Matthias Bethge, MPI, Centre de neurosciences intégratives et de l'Institut de physique théorique, Université de Tьbingen, Allemagne; Nikos K. Loogothetis, MPI et Divison pour Imaging Science et génie biomédical, Université de Manhester, Royaume-Uni. Ecker est également affilié avec le Centre de neurosciences intégratives et l'Institut de physique théorique, Université de Tьbingen, Allemagne. Tolias est également professeur adjoint au Département de Mathématiques numériques et appliquées à l'Université Rice.

Le financement de cette étude provient du National Eye Institute des National Institutes of Health, la Société Max Planck, le département américain de la Défense, un prix d'excellence du ministère des Anciens Combattants, l'Arnold et Mabel Beckman Foundation Prix du jeune chercheur à Tolias, et le ministère fédéral allemand de l'Éducation et de la Recherche (BMBF) à travers le Prix Bernstein Bethge.

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