Haberler

Sinirbilimciler, bir kol hareketinin hedefinin primat beyninde mekansal olarak nasıl kodlandığını araştırıyor

Cumartesi akşamı geniş katılımlı bir stand-up partisinde. Sunucular meze tepsilerini konukların başlarının üzerinde dengeliyor. Yanımızdan geçen tabaklardan birinde donutlar görüyoruz ve birkaç saniye içinde en sağdakini tercih ediyoruz. Ama sonra garson kısa bir süreliğine görüş alanımızdan kayboluyor, ancak başka bir yerde yeniden ortaya çıkıyor. Kolumuz çöreği kapmak için nereye uzanması gerektiğini nasıl biliyor?

Bu arada en sevdiğimiz donutun vücudumuza göre konumu değişti. Ancak çörekin bulunduğu tepsiye göre konumu sabit kalır. Beynimiz bu gerçeği kullanabilir mi? Çöreğe uzanmak gibi hedeflenen hareketleri başarılı bir şekilde gerçekleştirebilmek için beynimiz farklı mekansal bilgileri nasıl ve nerede işler?

Uzamsal bir koordinat sistemi hayal edersek, orijini veya sıfır noktası ya bedenle (bakış yönü, elin konumu, kol, vücudun merkezi) ilgili olabilir ya da nesneyle ilgili (bir nesnenin konumu, boyutu veya yönelimi) olabilir. uzay). Şimdiye kadar elimizi en sevdiğimiz çöreğe doğru yönlendirmek için beynin farklı bölgelerinde nesneyle ilgili referans sistemlerinden farklı olarak yalnızca bedenle ilgili referans sistemlerinin işlendiği ve planlamada yalnızca bedenle ilgili referans sistemlerinin rol oynadığı varsayılmıştı. kol hareketlerinden.

Alman Primat Merkezi’ndeki Sensorimotor Araştırma Grubu tarafından yapılan bir çalışma şu anda şu adreste yayınlanmıştır: Doğa İletişimibu klasik modelin yeniden değerlendirilmesi gerektiğini gösteriyor.

Hedefe yönelik hareketlerin planlamasının altında hangi koordinat sisteminin yattığını bulmak amacıyla, iki al yanaklı maymunu, hareket hedeflerini daha sonra ulaşabilmek üzere dokunmatik ekran üzerinde ezberlemeleri konusunda eğittiler. Maymunlar ilk olarak ekranda yan yana beş küçük kareden oluşan ve bu karelerin yatay olarak bir çizgiyle birbirine bağlandığı bir nesne gördüler (yukarıdaki örnekte “tepsi”).

Bir sonraki adımda, kareler ortadan kayboldu ve maymunlar, karelerden birinin daha önce görülebildiği yerde, örneğin sağdan ikinci karede (tercih edilen çörek konumu) konumlandırılmış bir hedef nokta gördüler. Nokta daha sonra ortadan kayboldu ve kısa bir aradan sonra beş kare yeniden belirdi, ancak ekranın biraz sağa doğru kaydı.

Artık maymunlardan daha önce hedef noktayı gördükleri kareye, yani ekranın daha sağında olmasına rağmen sağdan ikinci kareye dokunmaları istendi. Maymunlar görevi yerine getirirken, beynin hedeflenen kol hareketlerini planlamak ve yürütmekten sorumlu bölgelerindeki sinir hücrelerinin aktivitesi ölçüldü.

Araştırmanın ilk yazarı Bahareh Taghizadeh, “Denemenin sonuçları bizi şaşırttı” diyor. “Beklenenin aksine, hem vücut hem de nesneye ilişkin mekansal referans sistemlerinin tek ve aynı beyin bölgesinde tespit edilebildiğini ve bunların aynı sinir hücreleri tarafından işlendiğini ve bilişsel gereksinime göre dinamik olarak uyarlanabildiğini bulduk.” Araştırmacılar beynin hem paryetal hem de ön lobunda bu kadar esnek uzaysal kodlamaya sahip beyin bölgeleri buldular.

Donut tepsisi için bu, beynimiz yalnızca doğru çöreği istediğimiz bilgisini işlediği sürece bunun, uzaydaki konumumuz veya konumumuz ne olursa olsun, nesneye bağlı bir koordinat sisteminde, yani tepsiye göre gerçekleştiği anlamına gelir. Görüş Hattı. Ancak aslında pastaya ulaşmayı planladığımız andan itibaren onun konumu kendi vücudumuza göre kodlanmıştır.

Sonuçlar beyin fonksiyonuna ilişkin temel anlayışımız açısından önemli olmasının yanı sıra nöroprotezlerin geliştirilmesi açısından da önemlidir. Motor protezde hareketin hangi hedefe yönelik planlanacağını sinir hücrelerinin aktivitesi belirler.

Sensorimotor Araştırma Grubu ve çalışmanın başkanı Alexander Gail şöyle açıklıyor: “Bir robotik kol kontrol edilecekse, örneğin kolun uzayda hangi pozisyonda yukarıya doğru sağa hareket ettirileceğine ilişkin bilgi önemlidir.” “Doğru kontrol büyük ölçüde hareketin doğru koordinat sisteminde tanımlanmasına bağlıdır.”

Gelecekteki çalışmalar, bu beyin bölgelerinde çevredeki alan tarafından tanımlanan koordinat sistemlerinin kişinin odada hareket ederken hareketlerini planlamada da rol oynayıp oynamadığını ve ne ölçüde rol oynadığını açıklığa kavuşturmalıdır.



Kaynak ve İleri Okuma: https://medicalxpress.com/news/2024-04-neuroscientists-arm-movement-spatially-encoded.html

İlgili Makaleler

Başa dön tuşu