Книги сайта: «Мировоззрение», «Познай себя», «Основы адаптологии»,
«Вне привычного», Лекторий МВАП и «Что такое Я».
 
Короткий адрес страницы: fornit.ru/2403
Содержание журнала Достижения науки, техники и культуры
Ссылка на первоисточник статьи: http://science.compulenta.ru/684278/.

Как ритмичные нейроны управляют неритмичными мышцами

Автор: Кирилл Стасевич

Чтобы описать неритмичное действие, которое нужно совершить мышце, двигательные нейроны мозга создают равномерные импульсы, которые на выходе суммируются в гибридную неритмичную инструкцию.

Движения обезьяны (в левом верхнем углу каждого графика) и активность разных <font class='thesaurus' title='Определение - по щелчку' onclick=show_dic_word('%ED%E5%E9%F0%EE%ED',event)>нейрон</font>ов моторной коры (рисунок авторов исследования).

Движения обезьяны (в левом верхнем углу каждого графика) и активность разных нейронов моторной коры (рисунок авторов исследования).

Нейрофизиологи давно знают, как зрительные нейроны воспринимают информацию о внешнем мире: она раскладывается на ряд параметров (например, цвет, интенсивность освещения, форма объекта), которые распределяются по разным группам нервных клеток. И считалось, что двигательные нейроны работают точно так же. То есть до самого движения в моторной коре формируются разные блоки сигналов, касающиеся его направления, дистанции и скорости; всё вместе это направляется к мышце. Но загвоздка была в том, что исследователи никак не могли классифицировать моторные нейроны по параметрам.

Исследователи из Стэнфордского университета (США) предлагают совершенно иное описание работы двигательных нейронов. По их мнению, имеет смысл представлять моторную активность мозга не как совмещение одометра, спидометра и других приборов, а как единый электрический двигатель. В таком «двигателе» все его части начинают работать по отдельности, но на выходе всё равно получается общий результат в виде одного импульса, который направляется к мышце. В этом смысле изучение активности отдельного нейрона и даже групп нейронов ничего не даст — точно так же, как наблюдение за свечой зажигания не даст ответа на вопрос, как работает двигатель автомобиля.

Учёные анализировали активность нейронов во время неритмичных движений. По их словам, такие движения всё равно сопровождались ритмической активностью клеток моторной коры. Считается, что движение и нейронные импульсы, которые им управляют, сходны: плывущая пиявка совершает ритмичные сокращения мышцами, и это соответствует нейронному ритму. Но на этот раз, как пишут авторы в журнале Nature, обезьяна тянулась за каким-то предметом, а неритмичной работе её плечевых мышц соответствовала ритмичная работа моторной коры. Оказалось, что мышечная деятельность управляется наложением нескольких нейронных ритмов. В работе мышцы, хотя она не периодична, можно выделить какие-то следы ритмов: когда мы бросаем мяч или тянемся за стаканом, в сокращениях наших мышц можно заметить остатки ритмов, только сильно нарушенных.

Так вот, в чистом виде эти ритмы исходят от разных нейронов моторной коры, но потом начинают накладываться друг на друга: в результате получается некая сумма, сигнал, точно объясняющий руке или ноге, как им надо двигаться. Иными словами, в конечной сумме находится сразу вся информация о движении, которое надо совершить; оно может не быть ритмичным, но кодируется наложением нескольких вполне регулярных колебаний. В момент выполнения задания в мозгу наблюдается высокоупорядоченная одновременная активность разных нервных клеток, которые скидывают свои импульсы, так сказать, в общий котёл: ни один из нейронов не может претендовать на то, что его импульс дойдет до мышцы в неизменном виде.

Авторы работы полагают, что таким образом мозг сумел перейти от контроля над ритмичными движениями (вроде ходьбы или, допустим, чесания в затылке) к управлению движениями неритмичными. Для этого можно было не создавать новый специальный механизм, а лишь научиться правильным образом смешивать нейронные ритмы. По мнению учёных, такой механизм суммирования колебаний может иметь место не только при управлении движением, но и в других активностях мозга, включая функции самого высокого порядка.

Подготовлено по материалам Стэнфордского университета.


Обсуждение Еще не было обсуждений.




Оценить статью >> пока еще нет оценок, ваша может стать первой :)

   
Архив новостей
Анонсы новостей    http://www.scorcher.ru/xml/news.rss - что это?
Критические периоды развития у человека и вундеркинды
Делаются определённые обобщения, коррелирующие с моделью представлений об организации механизмов психики МВАП: Критические периоды развития у человека и вундеркинды.
13-12-2020г.

Обобщение материалов исследований сетчатки глаза
Сетчатка: Обобщение материалов исследований сетчатки глаза.
07-11-2020г.

Проблемы академической науки
Безынициативность в отсутствие личного интереса, план по валу статей, все большая коммерческая составляющая и многое другое: Проблемы академической науки.
11-10-2020г.

Ориентировочный рефлекс
Обобщение фактических данных исследований по функции и механизмам ориентировочного рефлекса – границы между рефлексами и сознанием: Ориентировочный рефлекс.
20-09-2020г.

Колонки новой коры
Обобщение фактических данных исследований по кортикальным колонкам новой коры: Колонки новой коры.
29-08-2020г.

Ячеистая структура нейросети
Обобщения серии экспериментов с разными типами схем соединений элементов нейросимулятора в виде ячеистых структур: Ячеистая структура нейросети.
02-08-2020г.

Анонс предметной области: «Схемотехника адаптивных нейросетей»
Эта программная статья анонсирует формирование среды коллективного исследования на сайте Форнит : Анонс предметной области: «Схемотехника адаптивных нейросетей».
19-07-2020г.

Конструктор нейросхем
Для тех, кто желает развить навыки схемотехнического мышления в игровом режиме и лучше понять работу природных нейросетей: Конструктор нейросхем.
04-07-2020г.

Деменция
Деменция как норма индивидуальной адаптивности: Деменция.
19-06-2020г.

Книга «Что такое Я - схемотехнический подход»
Содержание книги основывается на постулате, что природная нейросеть мозга является схемотехнической структурой - в точности, как это можно сказать про схемотехнику электронного прибора - при всей огромной разнице в способах реализации. Книга «Что такое Я - схемотехнический подход».
11-06-2020г.

Яндекс.Метрика
 посетителейзаходов
сегодня:11
вчера:00
Всего:415473