Gesundheit

Forscher entdecken algorithmen und neuronale Schaltkreis Mechanismen der Flucht Antworten

Bestellt und variable Tier Verhalten zu erkennen, zu erforschen und an die Umgebung anzupassen. Sie werden allgemein als die Kombination von einer Reihe von Stereotypen motor-primitiven. Jedoch, wie das Nervensystem Formen, die die Dynamik der motorischen Sequenzen noch zu klären.

In einer Studie In eLife, Prof. Wen Quan von der School of Life Sciences, University of Science and Technology of China (USTC) der chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS) hat vorgeschlagen, algorithmen und circuit Mechanismen für die robuste und flexible motor Staaten von Nematoden während der Flucht-Reaktionen.

Prof. Wen die Gruppe untersucht Fadenwurm Caenorhabditis elegans (C. elegans) zu erfahren, neuronale Schaltkreis Mechanismen für die Erstellung von robusten und flexiblen motor-Sequenzen.

C. elegans sind ideale Motive für Ihre einfache, aber voll funktionsfähige neuronalen system mit nur 302 Neuronen, etwa 6400 Chemische Synapsen und 890 elektrische Synapsen. In den frühen 1980er Jahren, die Kopplung Bild der neuronalen Netze wurden rekonstituiert an der synapse Skala durch das Elektronenmikroskop, ein solides Fundament für die Forschung über die neuronale Schaltung. Darüber hinaus werden optische manipulation und Detektion sind leicht durchgeführt Erwägung C. elegans “ insgesamt transparenter Körper.

Potenzielle Bedrohungen wie mechanische oder thermische Reize robust trigger-Flucht-Reaktionen, bestehend aus Stereotypen motor Module einschließlich der Vorwärtsbewegung, Rückwärtsbewegung und Dreh-Bewegung. Jedoch, die Reihenfolge und das timing der Aktionen eines jeden Moduls variieren von einander.

Mit Hilfe der optogenetische Technologie -, calcium-Bild und rechnergestützte Modelle, die die Forscher entdeckt, dass die exzitatorischen feedforward-Kopplung Konten für bestimmte Motorische Sequenzen robust, ausgelöst durch Reize, während ein winner-take-all-operation, durch gegenseitige Hemmung zwischen motor Module realisiert, die eine flexible Veränderung der verschiedenen motorischen mustern. Auch die Plastizität der kurzfristigen Synapsen und dem intrinsischen Rauschen des Nervensystems eine wichtige Rolle spielen, in der Reihenfolge und das timing der motorischen Muster.

Die Anwendung der Kupplung Bild der neuronalen Netze von C. elegans und molekularbiologischen Methoden, die Forscher weiter bewiesen, dass elektrische Synapsen beitragen feedforward-Kopplung, in der Erwägung, dass glutamaterge Synapsen tragen zur Hemmung zwischen den Modulen durch Glutamat-gesteuerte Chlorid, ausgedrückt durch den nachgeschalteten Neuronen.