Widersprüchliche Aktionen der Neuronen erklärt
Stanford-Wissenschaftler glauben, sie hätten es herausgefunden.
Wenn Sie das Verhalten eines Neurons mit einem Pendel in einer Uhr vergleichen, beginnen die Dinge Sinn zu machen, sagte Mark Churchland, Ph.D., ein Postdoktorand in Elektrotechnik.
"Eine klassische Idee ist, dass die Neuronen nach einer Art Blaupause codiert werden, in der jedes Neuron eine Bewegung hat, die es bevorzugt", sagte er.
Dies bedeutet, dass ein Neuron vor und während seiner bevorzugten Bewegung am aktivsten wird, erklärt er. Wenn eine Person beispielsweise ihr Bein nach rechts bewegen möchte, sind alle Neuronen aktiv, aber die nach rechts bevorzugten Neuronen zeigen die meiste Aktivität.
"Wir haben jedoch festgestellt, dass ein Neuron beispielsweise vor einer Rechtsbewegung sehr aktiv sein kann, aber kurz vor der Rechtsbewegung tatsächlich abgeschaltet wird", sagte Churchland.
„Oder es könnte vor einer Bewegung nach links vollständig inaktiv sein, dann aber während der Bewegung nach links stark aktiv werden. Wenn Sie versuchen, die Aktivität eines einzelnen Neurons mit der stattfindenden Aktion in Beziehung zu setzen, sieht es verrückt aus. "
Churchland erklärt die Pendelanalogie weiter, indem er sagt, dass man ein Pendel, um es nach rechts schwingen zu lassen, zuerst nach links ziehen muss. Wenn das Pendel nach links und rechts schwingt, bewegt es sich zu unterschiedlichen Zeiten in verschiedene Richtungen, aber die gesamte Aktion arbeitet immer noch daran, die richtige Zeit einzuhalten.
„Wenn Sie sagten, dass das Neuron effektiv für seine bevorzugte Bewegung gestimmt hat, würden Sie sagen, dass es zu diesem Zeitpunkt für die Bewegung nach links stimmt und eine Zehntelsekunde später für die Bewegung nach rechts und eine Zehntelsekunde danach stimmt für etwas anderes “, sagte Churchland. "Es würde überhaupt keinen Sinn ergeben."
„Während eine Abstimmung etwas ist, das über die Zeit hinweg schön und konsistent bleiben sollte, kann ein Pendel zu unterschiedlichen Zeiten unterschiedliche Richtungen schwingen. Aber ein Pendel hat eine Dynamik, die über die Zeit hinweg konsistent ist, obwohl die Position des Pendels nicht stimmt “, sagte Churchland.
Churchland und Krishna Shenoy, Ph.D., ein außerordentlicher Professor für Elektrotechnik, konnten diese neuronalen Pendelaktionen an Rhesusaffen untersuchen, deren neuronale Aktivität von einem Computer überwacht wurde.
Während des Tests spielten die Affen ein Videospiel „Swat the Fly“, bei dem ein Quadrat wie eine summende Fliege auf dem Bildschirm wackelte. Wenn es landete (hörte auf zu wackeln), schlug der Affe darauf ein.
Das Spiel ermöglichte es den Forschern, die neuronale Aktivität nicht nur während der Bewegung des Fliegenklatschens aufzuzeichnen, sondern auch während der Zeit, als sich die Affen bereit machten, sich zu bewegen.
Die Forschung findet sich in der 4. November Ausgabe von Neuron.
Quelle: Stanford University
