生物科学门户网站
BIO1000.COM

研究人员发现晶须的感觉神经元主要编码机械信息

伸入口袋或钱包时,很容易利用触觉来区分钥匙和零钱。我们的大脑将手指的触觉和感觉暗示与手部动作无缝融合在一起,以感知不同的物体。

这种“感觉运动整合”过程通常在诸如中风和神经病的疾病中被严重破坏。对这些疾病的理解最终取决于对构成触摸基础的神经编码的理解,这是人类研究的一个具有挑战性的问题。

由于人脑和啮齿动物的大脑以相似的方式处理触摸,因此自1909年以来,啮齿动物须晶系统一直用于研究触摸感。啮齿动物使用其须晶(基本上是长而粗的头发)作为触摸传感器来探索环境。尽管每年发表数百篇论文,使用晶须系统研究感觉运动处理,但仍无法解决从晶须到大脑的信息传递的关键方面。

西北大学麦考密克工程学院生物医学和机械工程副教授米特拉·哈特曼说:“专门的细胞将来自晶须的触摸信息转换为大脑可以解释的电信号。”“但是究竟用电气表示什么信息还不清楚。”

现在,Hartmann和她的团队正在使世界更接近答案。在最近的一项研究中,他们发现晶须的感觉神经元编码有关晶须基部上的力和扭矩的信息。这一发现可以解决有关大鼠和人脑中神经元如何表示和处理触摸的基本问题。

这项研究发表在《eLife》杂志上,汇集了一个横跨西北五个部门的跨学科团队。这项研究有两位共同第一作者:跨学科神经科学计划博士生Nicholas E. Bush和最近获得生物医学工程博士学位的Christopher L. Schroeder。共同资深作家萨拉·索拉(Sara A. Solla)是费恩伯格医学院的生理学教授以及温伯格文理学院的物理学和天文学教授,他指导了神经反应的数学分析。

布什说:“如果你想研究大脑如何处理感觉信息,从神经学上来说,大鼠胡须是一个非常容易接近的系统。”“与过去借助尖端工具和模型完成的系统相比,我们能够以更加详细和严格的方式查看系统。”

这项研究的目的是解决晶须系统中的触敏神经元是编码运动学信息还是机械信息,这种区别在历史上一直构成重大挑战。当晶须碰到物体时,它会沿特定方向,特定量和特定速度移动。这些特征一起被称为运动学特性。另一方面,机械性能与晶须基座上的接触力和扭矩有关。

郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时间联系我们修改或删除,多谢。