Tyrimas, paskelbtas m Mokslas atskleidžia naujus mechanizmus, per kuriuos smegenys kontroliuoja natūralius veiksmus. Rezultatai meta iššūkį kai kurioms klasikinėms nuomonėms apie tai, kaip veikia motorinė sistema, ir atveria galimas naujas neuroreabilitacijos ir robotikos programas.
Naudodami naujus telemetrinius prietaisus, mokslininkai užfiksavo šimtų neuronų iš motorinių beždžionių smegenų sričių, kurios galėjo visiškai laisvai išreikšti spontanišką elgesį, pavyzdžiui, vaikščiojimą, laipiojimą ar žiovavimą, aktyvumą. Tai buvo didžiulis žingsnis į priekį, palyginti su ankstesniais tyrimais, nes turimos technologijos privertė mokslininkus tirti nejudančias smegenis išmoktų ir stereotipinių veiksmų metu.
Vietoj to, naujas požiūris atveria galimybę suprasti, kaip smegenys organizuoja spontaniškus judesius natūraliose situacijose.
„Mūsų smegenys nuolat juda, – aiškina tyrimo projekto vadovas Luca Bonini, – ir šis naujas požiūris pakeitė klasikinę idėją, kad tam tikri smegenų regionai ar net atskiros neuronų ląstelės kontroliuoja konkrečius veiksmus, tokius kaip kandžiojimas, gėrimas ar griebdamasis.
„Remiantis mūsų rezultatais, kaip atskiri fortepijono klavišai gali sukurti daug skirtingų melodijų, mūsų smegenų motorinių sričių neuronai sukuria sudėtingą sinergiją, leidžiančią organizuoti įvairius spontaniškus veiksmus, kuriuos galime atlikti. kurių iki šiol buvo net neįmanoma ištirti laboratorijoje“.
Bendradarbiavimas su Pizos Sant'Anna mokyklos bioinžinieriais leido iššifruoti šios nervinės veiklos sudėtingumą ir numatyti spontaniškus veiksmus, kuriuos gyvūnai ketino atlikti, naudodami tik neuronų generuojamus signalus.
„Mūsų rezultatai, – sako tyrėjas Alberto Mazzoni, – rodo, kad spontaniško elgesio metu užfiksuotas neuronų aktyvumas yra daug informatyvesnis nei tas, kuris gautas klasikinėse laboratorinėse situacijose. Ši informacija leidžia suprasti, kaip smegenys skirtingai kontroliuoja savanoriškus veiksmus, priklausomai nuo kontekstą“.
Didelis neurologinis ir elgesio panašumas su žmonėmis rodo, kad šis rezultatas gali būti tinkamas klinikiniam pritaikymui.
„Šio tarpdisciplininio bendradarbiavimo rezultatai atveria naujas ir svarbias neurotechnologijų ir neuroreabilitacijos perspektyvas”, – priduria Silvestro Micera.
„Tikimės, kad mūsų požiūris gali prisidėti prie perėjimo nuo klasikinės neurofiziologijos prie neuroetologijos daugelyje tyrimų, susijusių su smegenų ir elgesio ryšiu, pagerinant gyvūnų gyvenimo kokybę net eksperimentų metu, taigi ir prie neuromokslinių tyrimų rezultatų pagrįstumo. nežmoginiai primatai, kurie, kaip rodo šis darbas, vis dar yra esminiai ir nepakeičiami“, – daro išvadą Francesca Lanzarini, Monica Maranesi, Elena Hilary Rondoni ir Davide Albertini. pirmieji šio straipsnio autoriai.
Teikia Sant'Anna aukštųjų studijų mokykla, Piza