Nacionaliniai sveikatos tyrinėtojų institutai nustatė, kaip atskiri neuronai pirminėje somatosensorinėje žievėje gauna visą smegenų presinapsinius įėjimus, koduojančius elgesio būsenas, tobulindami mūsų supratimą apie žievės veiklą.
Pirminės somatosensorinės žievės neuronai apdoroja skirtingų tipų jutiminę informaciją ir pasižymi skirtingais aktyvumo modeliais, tačiau šių skirtumų priežastis išliko neaiški. Ankstesni tyrimai pabrėžė motorinių žievės regionų vaidmenį su judėjimu susijusiame apdorojime, tačiau taip pat pripažino, kad Thalamus vaidina ne tik sensorinę relę.
Naudodama aukštos skiriamosios gebos vienos ląstelės žemėlapius, kad būtų galima atsekti neuronų ryšį, komanda atskleidė, kad thalaminis įvestis yra pagrindinis judesių koreliuojamų neuronų variklis, o motorinės žievės įvestis vaidina mažesnį vaidmenį.
Tyrime „Smegenų visos funkciškai skirtingų žievės neuronų presinapsiniai tinklai“, išleisti IN PrigimtisNIH tyrėjai naudojo dviejų fotonų kalcio vaizdą, optogenetiką, neurofarmakologiją ir vienos ląstelės pagrindu pagamintus monosinapsinius retrogradinius atsekimus, kad būtų pažymėtos atskiri atskirų neuronų presinapsiniai tinklai pirminėje pelių somatosensorinėje žievėje. Neuronų aktyvumas buvo užfiksuotas keliomis dienomis, kai pelės užsiėmė savaiminiais judesiais.
Neuronai, koduojantys elgesio būsenas, iš motorinių žievės sričių ir daugiau iš talaminių sričių, ypač ventralinio posteromedialinio branduolio, įvestis buvo žymiai mažiau įvestų iš motorinių žievės sričių. Optogenetinis thalaminio įvesties slopinimas sumažino nuo elgesio nuo būsenos priklausomą aktyvumą, tuo pačiu blokuojant neuromoduliacinius įėjimus, tokius kaip acetilcholinas ir noradrenalinas, turėjo minimalų poveikį.
Buvo nustatyta, kad žievės būsenos poslinkiai yra stabilūs keliomis dienomis, prieštaraujant ankstesniems modeliams, kurie apibūdino juos kaip trumpalaikius. Net po farmakologinio neuromoduliacinių įvesties blokavimo neuronų aktyvumo modeliai, susiję su elgesio būsenomis, išliko nepažeistos, o tai rodo, kad gliutamaterginis sinapsinis įvestis vaidina dominuojantį vaidmenį palaikant šiuos vaizdus.
Presinapsinių tinklų žemėlapis vienos ląstelės lygmenyje pateikia naują perspektyvą, kaip atskiri žievės neuronai integruoja įvairius įvestis, kad koduotų elgesį. Išvados gali informuoti apie būsimus neurologinių sutrikimų tyrimus, kai sutrikęs ryšys daro įtaką elgesiui ir suvokimui.
Tyrimo autoriai Ana R. Inácio ir Soohyun Lee, taip pat paskelbė tyrimų instruktažas „Neuronų veiklos įvairovę gali sukelti įvesties skirtumai“. Prigimtisišplečia šių išvadų svarbą.
Jie pabrėžia, kad funkciškai atskiri neuronai pasižymi būdingais presinapsiniais tinklais, o judėjimo neuronai gauna didesnę dalį iš talaminių branduolių ir mažiau motorinių žievės sričių. Šie anatominiai šališkumai formuoja judėjimo neuronų tapatumą somatosensorinėje žievėje.
Jie taip pat tiria platesnę pasekmes, pažymėdami, kad elgesio būsenos signalai moduliuoja neuronų aktyvumą per mechanizmus, ne tik tiesioginius jutiminius grįžtamąjį ryšį. Judėjimo neuronų aktyvumas išliko net tada, kai buvo užblokuotas jutimo įvestis iš ūso pado, o tai rodo papildomą įtaką ir palaiko thalamic įvesties vaidmenį.
Buvo atsižvelgiama į neuromoduliacinius signalus, tačiau tiesioginis išsiskyrimas somatosensorinėje žievėje nesukėlė judesio neuronų aktyvumo, todėl per thalamines projekcijas paliko netiesioginį poveikį.
Autoriai pabrėžia, kad reikia tolesnių šių elgesio būsenos signalų pobūdžio tyrimų ir jų vaidmens neuronų komunikacijoje. Jų teigimu, būsimi tyrimai galėtų palyginti neurologinių sutrikimų ryšio modelius, kurie gali būti informuojami apie naujus terapinius metodus.