De Neurale computer in het cerebellum

Onderzoekers hebben ontdekt een geavanceerd neurale computer, begraven diep in de hersenen, dat voert traagheidsnavigatie berekeningen te achterhalen van een persoon met de beweging door de ruimte.

Deze berekeningen zijn niet zo eenvoudig is, benadrukte de onderzoekers. Het vestibulair systeem in het binnenoor vormt de primaire bron van input aan de hersenen over het lichaam van de beweging en oriëntatie in de ruimte. Echter, de vestibulaire sensoren in het binnenoor ook informatie over de kop positie alleen. Ook het vestibulair systeem de opsporing van het hoofd kunnen geen onderscheid maken tussen het effect van beweging en die van de zwaartekracht.

Angelaki en collega's baseerden hun hersenen studies over de voorspellingen van een theoretisch wiskundig model postulating dat de hersenen zou kunnen berekenen inertiële roterende beweging door het combineren van de signalen van de halfronde kanaal in het binnenoor met de zwaartekracht signalen.

Zij concentreren hun zoektocht naar de hersenen traagheidsnavigatiesysteem op bepaalde soorten van neuronen, de zogenaamde Purkinje cellen, in een regio van het cerebellum bekend te ontvangen signalen van het vestibulair systeem. Deze regio staat bekend als de achterkant cerebellaire vermis, een smalle, worm-achtige structuur tussen de hersenen van de halfronden.

In hun experimenten, de onderzoekers meten de elektrische activiteit van deze cellen in Purkinje apen als de dieren 'hoofden waren maneuvered door middel van een nauwkeurige reeks versnellingen en rotaties. Na het analyseren van de elektrische signalen gemeten vanaf de Purkinje cellen tijdens deze bewegingen, de onderzoekers geconcludeerd dat de gespecialiseerde Purkinje cellen werden inderdaad computing aarde referentiekader beweging van hoofd-centered vestibulaire informatie.

De onderzoekers geconcludeerd dat de output van de Purkinje cellen geeft een elegante oplossing "aan de computationele problemen die in traagheidsnavigatie.

De onderzoekers behoren Tatyana A. Yakusheva, Aasef G. Shaikh, Andrea M. Groen, Pablo M. Blazquez, J. David Dickman, en Dora E. Angelaki van Washington University School of Medicine in St. Louis, MO.

"Purkinje Cells in Posterior cerebellaire Vermis Encode Motion in een traagheidsnavigatiesystemen referentiekader." Yakusheva et al..: Neuron 54, 973-985, 21 juni 2007. DOI 10.1016/j.neuron.2007.06.003

Technorati Tags: Neurowetenschappen