Bộ não của bạn sử dụng phép tính để kiểm soát

[ad_1]

Cài Win online

một con chuột là chạy trên máy chạy bộ được nhúng trong hành lang thực tế ảo. Trong tâm trí của nó, nó thấy mình đang lướt xuống một đường hầm với kiểu ánh sáng đặc biệt phía trước. Qua quá trình huấn luyện, con chuột đã học được rằng nếu nó dừng lại trước đèn và giữ nguyên vị trí đó trong 1,5 giây, nó sẽ nhận được phần thưởng là một cốc nước nhỏ. Sau đó, nó có thể lao đến một bộ đèn khác để nhận phần thưởng khác.

Thiết lập này là cơ sở cho nghiên cứu được công bố vào tháng 7 năm Báo cáo di động bởi các nhà thần kinh học Elie Adam, Taylor Johns và Mriganka Sur của Viện Công nghệ Massachusetts. Nó khám phá một câu hỏi đơn giản: Làm thế nào để bộ não—ở chuột, người và các động vật có vú khác—hoạt động đủ nhanh để ngăn chặn chúng ta dù chỉ một xu? Công trình mới tiết lộ rằng bộ não không được kết nối để truyền lệnh “dừng lại” sắc bén theo cách trực tiếp hoặc trực quan nhất. Thay vào đó, nó sử dụng một hệ thống tín hiệu phức tạp hơn dựa trên các nguyên tắc tính toán. Sự sắp xếp này nghe có vẻ quá phức tạp, nhưng đó là một cách thông minh đáng ngạc nhiên để kiểm soát các hành vi cần chính xác hơn mệnh lệnh từ bộ não.

Việc kiểm soát các cơ chế đơn giản của việc đi bộ hoặc chạy khá dễ mô tả: Vùng vận động trung não (MLR) của não gửi tín hiệu đến các tế bào thần kinh trong tủy sống, các tế bào thần kinh này gửi các xung kích thích hoặc ức chế đến các tế bào thần kinh vận động chi phối các cơ ở chân: Dừng lại . Đi. Dừng lại. Đi. Mỗi tín hiệu là một đợt tăng đột biến của hoạt động điện được tạo ra bởi các nhóm tế bào thần kinh kích hoạt.

Tuy nhiên, câu chuyện trở nên phức tạp hơn khi các mục tiêu được đưa ra, chẳng hạn như khi một vận động viên quần vợt muốn chạy đến một vị trí chính xác trên sân hoặc một con chuột khát nước nhắm mắt nhận được phần thưởng hấp dẫn ở đằng xa. Từ lâu, các nhà sinh học đã hiểu rằng các mục tiêu hình thành trong vỏ não. Làm thế nào để bộ não dịch một mục tiêu (dừng chạy ở đó để bạn nhận được phần thưởng) thành một tín hiệu được định thời gian chính xác để báo cho MLR nhấn phanh?

Sridevi Sarma, nhà thần kinh học tại Đại học Johns Hopkins, cho biết: “Con người và động vật có vú có những khả năng phi thường khi kiểm soát vận động bằng giác quan. “Trong nhiều thập kỷ, người ta đã nghiên cứu điều gì về bộ não khiến chúng ta trở nên nhanh nhẹn, hoạt bát và mạnh mẽ như vậy.”

Nhanh nhất và nhanh nhất

Để hiểu câu trả lời, các nhà nghiên cứu đã theo dõi hoạt động thần kinh trong não chuột đồng thời tính thời gian con vật mất bao lâu để giảm tốc từ tốc độ tối đa đến khi dừng hoàn toàn. Họ hy vọng sẽ thấy một tín hiệu ức chế tăng lên trong MLR, khiến các chân dừng lại gần như ngay lập tức, giống như công tắc điện tắt bóng đèn.

Nhà thần kinh học Mriganka Sur và các đồng nghiệp của ông đã phát hiện ra rằng trong não chuột, một mệnh lệnh vật lý chính xác được mã hóa trong khoảng thời gian giữa các đỉnh của hai tín hiệu thần kinh. Ông nói: “Không có thông tin về chiều cao của gai.

Ảnh: Webb Chappell

Nhưng sự khác biệt trong dữ liệu đã nhanh chóng làm suy yếu lý thuyết đó. Họ đã quan sát thấy một tín hiệu “dừng” truyền vào MLR trong khi con chuột chạy chậm lại, nhưng nó không tăng đột biến về cường độ đủ nhanh để giải thích con vật dừng lại nhanh như thế nào.

“Nếu bạn chỉ nhận các tín hiệu dừng và đưa chúng vào MLR, con vật sẽ dừng lại, nhưng toán học cho chúng ta biết rằng việc dừng sẽ không đủ nhanh,” Adam nói.

“Vỏ não không cung cấp một công tắc,” Sur nói. “Chúng tôi nghĩ đó là những gì vỏ não sẽ làm, đi từ 0 đến 1 với một tín hiệu nhanh. Nó không làm được điều đó, đó là câu đố.”

Vì vậy, các nhà nghiên cứu biết rằng phải có một hệ thống tín hiệu bổ sung đang hoạt động.

Để tìm ra nó, họ đã xem xét lại giải phẫu não chuột. Giữa vỏ não nơi các mục tiêu bắt nguồn và MLR kiểm soát sự vận động nằm ở một vùng khác, nhân dưới đồi (STN). Người ta đã biết rằng STN kết nối với MLR theo hai con đường: Một con đường gửi tín hiệu kích thích và con đường kia gửi tín hiệu ức chế. Các nhà nghiên cứu nhận ra rằng MLR phản ứng với sự tương tác giữa hai tín hiệu thay vì dựa vào cường độ của một trong hai tín hiệu.

cài đặt phần mềm online
[ad_2]