«Хотя феномен влияния этих модуляторов изучался на уровне неокортекса, где происходят самые сложные вычисления мозга, он редко изучался на более фундаментальных уровнях мозга», — сказал автор исследования Р. Майкл Бюргер из Лихайского университета в США.
Исследование, опубликованное в JNeurosci: The Journal of Neuroscience, вероятно, привлечет новое внимание в этой области к тому, как схемы, подобные этой, которые широко считаются «простыми», на самом деле очень сложны и подвержены модулирующему влиянию, как и выше области мозга.
Ученые провели электрофизиологические эксперименты и анализ данных, чтобы продемонстрировать, что вход нейромедиатора ацетилхолина, распространенного нейромодулятора в головном мозге, влияет на кодирование акустической информации медиальным ядром трапециевидного тела (MNTB), наиболее заметным источником ингибирования несколько ключевых ядер в нижней слуховой системе.
Нейроны MNTB ранее считались простыми в вычислительном отношении, управляемыми одним большим возбуждающим синапсом и находящимися под влиянием локальных тормозных входов.
Ученые продемонстрировали, что в дополнение к этим входным сигналам модуляция ацетилхолина усиливает нейронную дискриминацию тонов от шумовых стимулов, что может способствовать обработке важных акустических сигналов, таких как речь. Кроме того, они описывают новые анатомические проекции, которые обеспечивают поступление ацетилхолина в MNTB.
Бюргер изучает цепь нейронов, которые «соединены вместе», чтобы выполнять специализированную функцию вычисления местоположений, из которых исходят звуки в пространстве.
Он описал нейромодуляторы как более широкие, менее специфические цепи, перекрывающие более узкоспециализированные.
«Эта модуляция, по-видимому, помогает этим нейронам обнаруживать слабые сигналы в шуме. Вы можете думать об этой модуляции как о смещении положения антенны для устранения статического электричества для вашей любимой радиостанции», — объясняет Бюргер.
Модулирующие цепи оказывают глубокое влияние на нейроны в схемах локализации звука на очень низком базовом уровне слуховой системы, подчеркивают исследователи.
Авторы исследования уверены, что эти открытия прольют новый свет на вклад нейромодуляции в фундаментальные вычислительные процессы в слуховых цепях ствола мозга, а также на понимание того, как в мозге обрабатывается другая сенсорная информация.
Читайте также
Посмотрите на самые красивые снимки «Хаббла». Что увидел телескоп за 30 лет?
Исследование: сельскохозяйственные культуры в Чернобыле до сих пор загрязнены радиацией
Ученые сделали первые качественные снимки шипов коронавируса