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科学家研究_交响乐能丰富大脑吗?

教学教研 | 2019-03-20 | 标签:如何注意力协调
如何注意协调神经细胞群以丰富大脑的交响乐
灵长类动物中心
恒河猴脑中的两个神经细胞用黄色荧光染料显现。图片来源:Michael Fortuna
在音乐厅沉默。导体抬起接力棒,弦开始。他们演奏了莫扎特“小夜曲”的前四个小节。他们一起演奏一首旋律,这可能是音乐界最着名的旋律之一。然后声音分裂。不同的弦乐器演奏独立的旋律,因此“小夜曲”变成了复杂的艺术作品。来自德国灵长类动物中心(DPZ)的科学家 - 哥廷根莱布尼茨灵长类动物研究所和伊朗德黑兰基础科学研究所最近在一项针对恒河猴的研究中发现神经细胞在我们的视觉感知中扮演音乐家的角色。脑。通常,许多细胞在处理来自环境的简单刺激时一起(同步)活跃。研究人员能够证明视觉注意力使这些神经细胞的活动失去同步,从而实现更复杂的信息处理。对健康状态下注意神经机制的这种见解可能提供神经元疾病的机制证据,如注意力缺陷多动障碍(ADHD)或孤独症BMC生物学。


神经科学家Moein Esghaei,Mohammad Reza Daliri和Stefan Treue测量了恒河猴视觉皮层中单个神经元的活动。使用非常薄的微电极,这种无痛技术允许研究大量神经元的活动,而动物主动执行感知任务。这些神经细胞群的活性可以作为细胞外空间中宽频谱上的连续波动信号来测量。这被称为局部场势。由各个细胞产生的脉冲(动作电位)耦合到这些场电位。

科学家利用新颖的信号处理技术发现,波动的人口活动的瞬时状态在确定每个神经元与其邻居的独立程度方面起着关键作用。他们发现注意力使神经元活动更加独立于波动。“注意力使神经元彼此分离,允许单个神经元发射更独立,从而丰富刺激表现,就像演奏不同的部分和旋律一样,乐团可以播放更复杂的音乐,”大学认知神经科学教授Stefan Treue解释道。哥廷根和德国灵长类动物中心的认知神经科学实验室负责人。

关于恒河猴大脑如何能够引起注意和其他复杂认知功能的详细知识,可以得出关于人类大脑过程的结论。神经元的同步活动对人类和其他灵长类动物的感知起着至关重要的作用。了解这种同步是如何被控制的,不仅有助于更好地理解有意识感知的潜在神经相关性,而且可以使我们更好地理解涉及注意力控制和感知的疾病的生理缺陷,如ADHD,自闭症和精神分裂症。 。

“我们的研究结果为灵长类大脑局部神经回路中的信息处理如何得到控制提供了新的理解,”该研究的第一作者Moein Esghaei说。“在未来的研究中,我们将研究如何产生神经波动以控制个体神经元。”



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