Ein ‚Bewusstsein Dirigent“ synchronisiert und verbindet Gehirn der Maus Bereiche

Für Wissenschaftler auf der Suche für das Gehirn „control room“, ein Bereich, der sogenannten claustrum hat sich als eine überzeugende Kandidaten. Dieser wenig erforschten tiefen der Struktur des Gehirns ist wahrscheinlich der Ort, wo mehrere Sinne zusammen gebracht werden, die Aufmerksamkeit gesteuert wird, und Bewusstsein entsteht. Beobachtungen bei Mäusen, unterstützen jetzt die Rolle des claustrum als Drehscheibe für die Koordination der Aktivität auf das Gehirn. Neue Forschung von der RIKEN-Zentrum für Neurowissenschaften (CBS) zeigt, dass slow-wave-Aktivität des Gehirns, ein Merkmal der Schlaf-und Ruhe-Staaten, gesteuert durch das claustrum. Die Synchronisation von stillen und aktiven Staaten über große Teile des Gehirns, die durch diese langsame Wellen könnten dazu beitragen, das Bewusstsein.

Eine zufällige Entdeckung führte tatsächlich Yoshihiro Yoshihara, team leader bei CBS, zu untersuchen, das claustrum. Seinem Labor der Regel Studien, die den Geruchssinn und die Erkennung von Pheromonen, aber Sie zufällig auf eine gentechnisch veränderte Maus-Stamm mit einer spezifischen Bevölkerung von Gehirn-Zellen, das vorhanden war, nur im claustrum. Diese Neuronen werden konnte, stellte sich auf die Verwendung optogenetische Technologie oder selektiv zum schweigen gebracht durch genetische manipulation, so dass die Studie von, wie sich herausstellte, ein riesiges, claustrum-kontrollierten Netzwerk. Die Studie von Yoshihara und Kollegen wurde veröffentlicht in Nature Neuroscience am 11.

Sie begann mit der Kartierung der claustrum ein-und Ausgänge und festgestellt, dass viele übergeordnete Hirnregionen senden von verbindungen auf dem claustrum, wie die beteiligten in der Empfindung und Motorische Kontrolle. Ausgehende verbindungen aus dem claustrum waren breit gestreut über das Gehirn, erreichen zahlreiche Hirnregionen wie dem präfrontalen Kortex, orbital, cinguli, motor, insular, und entorhinalen Cortex. „Das claustrum ist in der Mitte eine weit verbreitete Gehirn-Netzwerk für Bereiche, die an der kognitiven Verarbeitung“, sagt co-Erstautor Kimiya Narikiyo. „Es ist im wesentlichen erreicht, der alle höheren Hirnarealen und alle Arten von Neuronen, so dass es ein Potenzial orchestrator von Gehirn-weiten Aktivitäten.“

In der Tat, das ist, was die Forscher fanden, wenn Sie manipuliert claustrum Neuronen optogenetically. Neuronale feuern im claustrum eng korreliert mit der slow-wave-Aktivität in vielen Hirnregionen, die Beiträge der claustrom. Wenn Sie künstlich aktiviert das claustrum durch optogenetische Licht stimulation, es zum schweigen gebracht Gehirn-Aktivität über der Hirnrinde—ein Phänomen, bekannt als „Down-Zustand“, das kann gesehen werden, wenn die Mäuse schlafen oder in Ruhe. Up-und Down-Zustände bekannt sind, werden synchronisiert über die Rinde durch eine langsame Wellen-Aktivität, die die Reise von der Vorderseite des Gehirns auf der Rückseite. „Die langsame Welle ist besonders wichtig, während des Schlafes, weil es fördert die Homöostase von Synapsen auf das Gehirn und festigt die Erinnerungen aus der vorhergehenden Zeit wach“, kommentiert Yoshihara.