То, как мыши лижут, может выявить причину неврологических расстройств - Производство ЭКОтехнологии

То, как мыши лижут, может выявить причину неврологических расстройств

Исследователи из Корнельского университета впервые разработали методику изучения нейробиологии моторного контроля у мышей, сосредоточив внимание на языке мыши, когда она облизывает струю воды.

Этот метод включает в себя высокоскоростные камеры и машинное обучение в управляемой экспериментальной установке, которая открывает двери для раскрытия тайн того, как работает моторная кора , понимания нейронной основы связанных расстройств, таких как болезнь Паркинсона, и информирования роботов.

«Теперь у нас есть подход к мыши, с помощью которого мы можем использовать все инструменты современной нейробиологии для решения этой действительно классической проблемы моторного контроля», – сказал старший автор исследования Джесси Голдберг, доцент нейробиологии и поведения.

По словам Голдберга, область нейробиологии двигательного контроля достигла прогресса почти полностью благодаря исследованиям обезьян, тянущихся к вещам. Его лаборатория в течение многих лет пыталась разработать модель мыши для более быстрых и гибких экспериментов, но обнаружила слишком много ограничений в том, чтобы заставить мышей дотянуться до конечностей; у мышей отсутствует необходимая биомеханика и природа для таких движений.

Теджапратап Боллу, бывший аспирант лаборатории Голдберга, работавший над другим проектом, в котором мыши вылизывали струю воды , сделал открытие, которое привело к созданию новой техники. Водостоки были снабжены контактными датчиками, но часто язык не попадал в цель.

Боллу «своим внимательным взглядом заметил, что [мыши] на самом деле высовывали языки и искали» носик, а не облизывали, как предполагалось, сказал Голдберг.

Исследователи обнаружили, что движение у мышей, которое происходит в масштабе времени, близком к 100 миллисекундам за один лиз, аналогично тому, как обезьяна тянется и корректирует свою руку и активирует моторную кору удивительно похожим образом.

Используя высокоскоростные камеры, исследователи могли наблюдать, как язык тянется к струе воды, как человек тянется к объекту. Они также могли перемещать водослив , что приводило к промаху и немедленной коррекции. В то же время генетически модифицированные мыши позволили исследователям использовать свет для включения и выключения различных частей мозга, пока животные пьют.

Исследователи смогли использовать эксперименты по активации мозга для увеличения переднебоковой моторной коры. «Электрические сигналы там демонстрировали поразительное сходство с типами электрических сигналов, которые люди наблюдали при выполнении задач приматов», – сказал Голдберг.

«Теперь мы можем проводить эксперименты, которых раньше никогда не делали», – сказал он.

Cornell Neurotech разработала технологии, позволяющие, например, регистрировать тысячи нейронов у животных одновременно. На следующих этапах Голдберг планирует использовать эти инструменты, чтобы впервые охарактеризовать происхождение патогенных сигналов мозга при неврологических расстройствах, таких как болезнь Паркинсона.

Ссылка на основную публикацию