2分钟神经科学:钠钾泵

钠钾泵是一种蛋白质泵,对神经元的功能至关重要。它有助于稳定膜电位,因此在创造烧制所需的条件方面是必不可少的行动潜力.在该视频中,我讨论了钠钾泵的一般功能。

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了解你的大脑:镜子神经元

镜子神经元在哪里?

图片来自:毛毛的新生儿模仿的演变。Plos Biol。2006年9月; 4(9):E311。DOI:10.1371 / journal.pbio.0040311

镜子神经元首先被确定在Premotor Cortex.1992年的猴子,从那时起它们也在猴子大脑的其他几个地区,包括主要电机皮质劣质顶叶叶正面皮质,以及周围的地区被称为片状硫磺

虽然,镜子神经元存在很少的确定证据证明这是来自神经成像研究的证据这表明人脑中存在神经元,其显示与在猴脑中鉴定的镜子神经元相似的活动模式。但是,有的是,一项研究迄今为止直接记录了声称镜子神经元的活动在准备进行神经外科手术的人类病人的大脑中。虽然这项研究只能探索大脑的某些区域(不包括猴子最常与镜像神经元相关的区域),但研究人员在猴子的大脑中发现了神经元补充电机区颞叶显示镜子神经元的属性。这与上述神经影像数据相结合,表明镜子神经元可能存在于人脑和猴脑中。

什么是镜子神经元,他们做了什么?

1992年,意大利帕尔马大学的一组研究人员记录单个神经元的活性在猕猴的大脑中。它们在Premotor皮质中观察神经元 - 特别是Preotor皮层称为区域F5的区域。以前的研究发现该区域中的神经元在目标导向的手动运动期间是有效的(例如,抓握,保持等)。帕尔马大学的调查人员试图在观察令人惊讶的事情时进一步了解这种神经激活。

这y noticed that neurons in the F5 region of the monkey's brain were activated not only when the monkey moved its hands, but also when the monkey observed an experimenter using his or her hands (e.g. to pick up a food reward and place it in the testing area). Four years later,他们名叫这些神经元镜子神经元因为当猴子表现出特定的动作时,它们似乎似乎是活跃的,而且当他们看到别人执行类似的动作时也是活跃的。

如上所述,由于他们的初始发现镜子神经元在猴脑的各种其他地区(以及在脑中像歌手一样的其他物种),而且有证据表明,镜像神经元存在于人类大脑中。

镜像神经元的发现在科学界内外都引起了一种兴奋,这在科学发现的反应中是不常见的。有些人将镜像神经元的活动解释为我们理解他人行为的能力的基础——有些人认为这种推论是不合理的,并导致了其他(可能更不合理)的推断。例如,一些人声称镜像神经元为移情、复杂的社会互动、语言提供了必要的神经机制,甚至是它们负责的人类的快速文化进步这让我们成为了现代人类。

基于镜像神经元的这些作用,研究人员开始推测镜像神经元功能受损可能是某些精神疾病的基础。例如,一些人认为,功能失调的镜像神经元是自闭症谱系障碍(ASD)的基础。这个假说有时被称为“破镜假说”,它表明具有ASD的个人在镜像神经元网络中具有异常这使他们有受损的能够体验同情,难以理解他人的行为,以及在社会互动的各个方面的缺陷,从眼睛接触语言。

事实上,在发现镜像神经元后的几十年里,很多事情都是由镜像神经元引起的,从简单的成就如帮助我们享受看运动复杂的情绪,就像同情才能讨厌ASD和ASD和精神分裂症

然而,这些权利要求的问题是它们主要是未经证实的。关于镜子神经元的第一次警告是,绝大多数的具体证据我们必须支持镜子神经元的存在来自猴子的研究(具体的在这种情况下,证据是指免于监测单个神经元的活动的证据 - 除了在罕见的情况下难以在上面引用的镜子神经元的罕见情况下难以做到的较少情况,在为神经外科患者中探索的那样)。因此,此时,除非我们能够在猴子表现出这样的行为时,除非我们已经能够记录镜子神经元活动,否则我们不能与信心属性行为。因此,我们还没有证据表明复杂的人类情绪和行为(这只能在非人的研究中大致近似),因为镜子神经元属于镜子。

同样,缺乏指向功能障碍镜子神经元作为人类精神疾病的主要因果因素的证据。让我们采取假设,即功能失调镜子神经元为ASD贡献为例。这一假设最初由2000年代初的两个高度引用的研究支持。一个是一个发现的神经影像学研究在一部分大脑中的自闭症患者中的活性降低,以镜子神经元填充大脑.另一个使用的脑电图测量相信的电活动被认为是镜子神经元的指示;再次,有ASD的个人似乎在这项活动中显示出异常

然而,这些研究中的每一个,无法多次复制.此外,“破碎镜面假设”的批评者已经快速指出没有良好的证据表明,亚本症的个人甚至在理解中有赤字其他人的意图。因此,已发现“破碎的镜面假设”是想要的,并且其他假设将精神病学异常属于镜子神经元类似地需要更多的支持,使其成为扶手。

即使谈到镜子神经元功能的基础知识,我们仍在寻找答案。例如,一些研究人员争辩镜子神经元的证据涉及某些东西作为摘要作为理解行动不足。根据这种观点,即使镜子神经元可能涉及识别基本运动的功能,选择要做的运动等,证据并不是确凿的,表明镜子神经元涉及一种更高级别的认知理解他人的行为。这是一个至关重要的一点是镜像神经元帮助我们理解他人的行为的解释是必要的镜像神经元参与行为像同情心和社会互动,确实是大部分的基础对镜像神经元的热情。

因此,虽然镜子神经元被引起了他们解释各种独特人类行为和成就的能力,但似乎我们可能已经跳过了我们对这些细胞的活动的解释。在我们充满信心之前,仍然需要进行更多的研究仍然需要进行镜子神经元激活真正意味着在行为方面是什么,并且确实在我们可以确保镜子神经元在人类大脑中普遍存在猴子脑。与所有科学发现一样,在我们的解释中最好是保守,直到它们是基于数据制作的唯一逻辑。

参考(除了上面的链接文本):

海滨G.在猴子和人类中镜子神经元的八个问题。J Cogn Neurosci。2009年7月21(7):1229-43。DOI:10.1162 / JOCN.2009.21189。

窑林,柠檬rn。我们现在知道镜像神经元。Curr Biol。2013年12月2日; 23(23):R1057-62。DOI:10.1016 / J.CUB.2013.10.051。

2分钟神经科学:神经递质释放

在此视频中,我描述了基础的机制神经递质发布。我讨论了钙涌入如何被认为在动员和准备中发挥作用突触囊泡对于神经递质释放,我覆盖了囊泡与细胞膜熔断器的假设机制神经元把里面的东西倒进突触裂缝

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神经科学的历史:Luigi Galvani

路易吉伽尔伐尼(1737 - 1798)

到了18世纪的初期,脑科学家开始更好地了解神经系统的复杂解剖学。然而,大脑的生理学 - 或者大脑功能的方式---仍然是一个以猜测和缺乏实验证据为主的区域。一个非常重要但当时未答复的问题涉及神经的生理学。18世纪初的科学家仍然依赖于古希腊人在试图解释神经功能时所作的观察,但这些见解似乎并没有与最近的实验室发现相匹配。

在1700年代开始时,有关神经功能的主导假设以含糊不清的动物精神概念为中心。动物烈酒的概念被认为是始发的古希腊人,并由盖伦倡导---他们的影响可能有助于教学仍然占主导地位。

动物精神假设表明身体的中空神经充满了烈酒 - 不可见,无形物质,以神秘的方式造成运动或允许感觉发生。根据盖伦的观点,一种叫做的烈酒形式自然精神食物消耗后在肝脏中产生。然后送到心脏的天然烈酒,他们被转换为伟大的灵魂.在颈动脉中携带生命的烈酒,向大脑进行脑室或在大脑底部的动脉复合物,即Galen称为重温mirabile.,或“妙网”。在其中一个地方,充满活力的灵魂被转化成了动物精神---最高的烈酒形式。然后将动物烈酒储存在心室中直至需要它们。

虽然动物精神假说在18世纪初仍然是主流假说,但研究人员并没有在实验上成功证实动物精神的存在。这导致了对其他假说的探索,比如托马斯·威利斯(Thomas Willis)的观点,即神经携带液体滴到肌肉上刺激肌肉。然而,这些新的假设似乎也经不起实验的检验。但这种情况在18世纪早期发生了改变,一些科学家开始认为,电流是充满神经的神秘物质。

当时,对电力奇观的欣赏迅速增长。可以在18世纪上半叶出现,分别作为摩擦机和莱姆登罐子所知的第一装置,称为摩擦机和莱姆登罐。这些对手可用于创造令人眼花缭乱的展示,并成为社会参与的流行新奇。然而,它也很快被认识到,电力有一些潜在的医疗应用。似乎特别有效刺激瘫痪的肢体的肌肉与合同。

这导致了一些假设电力是流过神经的物质。当验证电气鱼(例如电射线)产生的冲击是由实际电力引起的时,这一假设被加强,因为它证明电力可能存在于动物神经系统的范围内。这是目前,当关于神经系统的机械部件的电力兴奋开始增长时,Luigi Galvani将使他对该领域的开创贡献。

伽伐尼是意大利博洛尼亚大学的一名医生和解剖学教授。18世纪70年代,他开始探索电及其与神经的联系,在自己家中进行实验,主要以青蛙为实验对象。

从Galvani的1791年出版物的一个插图,显示了他的实验中使用的一些设备(以及杂交制剂)。

在1791年,经过10年的研究,伽伐尼发表了使他出名的作品,他的关于电力对肌肉运动的影响。在论文中,Galvani描述了一系列实验,这对神经系统中的电力自然参与进行了强烈的实验。首先,Galvani讨论了偶然发生的观察。他在一台电机旁边的桌子上解剖了一只桌子上的青蛙,当他的一个助手用金属手术刀触动青蛙的神经时,当电机发出火花时,青蛙的腿部肌肉收缩,导致抽搐肢体的运动。

加尔瓦尼进一步探索了电力引起肌肉收缩的能力。他发现当一根电线从电机向青蛙的腿拉伸时,也引起了惊厥。他延伸到哺乳动物的发现,观察鸡和绵羊可以产生类似类型的收缩。

然后伽兰开始研究天然电源的影响,表明闪电(由避雷棒和灯导线进行)也能够在给予青蛙肢体的道路时产生肌肉收缩。这些实验都很有趣,但他们自己根本不是突破性的。其他调查人员观察到电力肌肉运动的能力。但是,下一个实验的Galvani正在进行,以及他所做的所产生的扣除,是真正导致他的研究与其余部分的研究。

作为一种方法,将导体连接或悬挂在他家外面的青蛙进行闪电的实验,Galvani将黄铜钩固定在青蛙的脊髓上。他在里面用一只黄铜挂钩的青蛙,当他按下青蛙时,与钩子一起靠着金属板。对于戈尔夫尼的惊喜,青蛙展出了相同类型的抽搐运动,造成了电力的应用。这表明运动不依赖于某些外部电源,而LED GALVANI使“电力是动物本身所固有的。”

伽伐尼继续假设,这种“动物电”是由大脑产生的,并由神经分配到肌肉(一旦研究人员开始更好地理解神经元的电特性,作为电“来源”的大脑就经不起仔细审查)。他还假设神经必须被一种脂肪绝缘材料所覆盖——这一假设先于发现这种绝缘材料(即髓磷脂)60多年。

Galvani的调查结果和扣除是非常有影响力的。关于神经功能的其他假设,就像动物精神教义,开始失去偏袒。虽然关于神经系统的电气性质的许多问题仍然存在,但至少现在调查人员具有可观察和测量的神经功能的机制(与难以难以捉摸的动物精神不同)。加尔瓦尼的发现将形成神经功能现代研究的基础。

Galvani无法完全理解他的观察或他们所做的人气的重要性。他的妻子在同年逝世,他发表了他的发现(1791年)。他被摧毁了,似乎从未如此情绪相同。他在未来七年中度过了评论,他的结论来自批评者,特别是知名着名的Alessandro Volta,他不断地攻击了Galvani的工作,不足以支持他所做的扣除。Galvani于1798年去世,不确定他的发现是多么重要,他的发现变得和不知道他们将成为现代神经科学的基础上的必需品。

手指s.脑子后面的思想。纽约,纽约:牛津大学出版社;2000年。

Galvani L.电力影响对肌肉运动的评论。Foley Mg,Translator。诺沃克,CT:Burndy图书馆;1953年。

2分钟的神经科学:Supachiasmatic Nucleus

suprachiasmatic nuclei(SCN)被认为参与维护昼夜节律或遵循24小时周期的生物模式。为实现这一点,SCN的细胞含有生物钟。在该视频中,我讨论驱动哺乳动物SCN细胞中生物钟的分子机制,以及基因表达的循环如何允许这些细胞的活性遵循24小时图案。

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