Gesundheit
Neue Hirnforschung zeigt, dass Motorische Neuronen anpassen, um die control-Aufgaben

Erkenntnisse verbessern die Zuverlässigkeit von Gehirn-Maschine-Schnittstellen.

Neue Forschung von der Carnegie Mellon University ‚ s College of Engineering und die Universität von Pittsburgh zeigt, dass der motor kortikalen Neuronen optimal einstellen, wie Sie Kodieren Bewegungen in einer task-spezifischen Art und Weise. Die Ergebnisse erweitern unser Verständnis, wie das Gehirn steuert die Bewegung und haben das Potenzial, die Verbesserung der Leistung und Zuverlässigkeit von Gehirn-Maschine-Schnittstellen, oder neuronale Prothesen, die helfen, Gelähmte Patienten und amputierte.

„Unser Gehirn hat eine erstaunliche Fähigkeit zur Optimierung seiner eigenen Informationsverarbeitung, indem Sie, wie einzelne Neuronen repräsentieren die Welt. Wenn wir verstehen diesen Prozess gilt es zu Bewegungen, können wir design-präziser neuronale Prothesen“, sagt Steven Chase, Ph. D., assistant professor in der Abteilung der Biomedizinischen Technik und der Mitte für die Neurale Basis des Erkennens. „Können wir eines Tages, zum Beispiel, design Roboter-Arme, die noch besser umsetzen eines Patienten vorgesehen ist Bewegung, weil wir jetzt besser verstehen, wie unser Gehirn passt sich auf einer moment-zu-moment-basis, wenn wir in Bewegung sind.“

Die Studie untersuchte die Veränderung in der Aktivität des Gehirns während einfache Motorische Aufgaben, die durch die virtuelle Realität in beiden 2-D und 3-D. Die Forscher wollten wissen, ob der motor kortikalen Neuronen würden automatisch in Ihrer Empfindlichkeit anpassen, um Richtung, Wann mit einer Vielzahl von möglichen Richtungen anstatt eine schmale. Die bisherige Forschung in dem Bereich hat vorgeschlagen, dass dieses Phänomen, das sogenannte dynamische bereichsanpassung, ist bekannt, auftreten, in Neuronen, die empfindlich auf Geräusche, Berührung und Licht – veranlassten die Forscher zu Fragen, ob die gleichen Phänomene gelten würde, die zu Neuronen im motorischen system sind mit Bewegung verbunden.

„Wenn Sie zu Fuß aus in der hellen Sommersonne, Sie schielen, und die Neuronen in der Netzhaut verwenden Sie dynamische bereichsanpassung zu erhöhen automatisch Ihre Empfindlichkeit, so dass Sie deutlich sehen können, bis sich die Wolken verziehen sich wieder“, erklärt Robert Rasmussen, M. D./Ph. D. student an der Pitt School of Medizin und ersten Autor von der Studie. „Diese Funktion ermöglicht es dem Gehirn, um eine bessere Kodierung von Informationen durch die Nutzung seiner begrenzten Ressourcen effizient einzusetzen. Wir wollten herausfinden, ob unser Gehirn codiert Bewegung in der gleichen Weise.“

Die Ergebnisse zeigten, dass die dynamische bereichsanpassung in der Tat treten in den motor kortikalen Neuronen. Basierend auf diesen Ergebnissen folgerten die Forscher, dass dieses feature ist weit verbreitet in der ganzen Gehirn.

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