Фронтальная кора головного мозга играет решающую роль в когнитивных функциях, включая повседневные умственные процессы, такие как внимание, память, обучение, принятие решений и решение проблем. Однако мало что известно о том, как лобная кора выполняет эти психические процессы, в том числе о том, какие типы нейрональных клеток задействованы. Давняя теория утверждает, что нейроны, экспрессирующие парвальбумин (клетки PV), играют ключевую роль в познании; теперь, однако, исследователи показывают, что клетки PV, по-видимому, не только важны для внимания; также кажется, что для повышения внимания достаточно оптимизировать активность PV-клеток.
Команда сосредоточила внимание на этом когнитивном процессе, на который влияют многие психоневрологические расстройства. Ученые обучили мышей выполнять задание, требующее высокой степени внимания, и записали активность сотен отдельных нейронов лобной коры, в то время как животные постоянно выполняли задание.«Мы обнаружили, что активность PV-клеток отражает уровень внимания животных», — говорит ведущий исследователь Мари Карлен из отдела нейробиологии. «Клетки PV были очень активными, если животные были внимательны, и менее активными, когда они были невнимательными. Различия были настолько велики, что мы могли предсказать, выполнит ли животное задачу успешно или нет, просто глядя на активность животных.
Фотоэлементы ".Исследователи использовали оптогенетику, чтобы повлиять на активность PV-клеток в те секунды, когда животным нужно было быть внимательными. Они обнаружили, что внимание животных снижалось, когда они подавляли или изменяли характер этой активности. Однако они также обнаружили тип манипуляции, который может улучшить внимание.
Во время определенных когнитивных процессов категория мозговых волн, известных как гамма-колебания (30-80 Гц), увеличивается в префронтальной коре, и когда ученые активировали фотоэлектрические клетки на гамма-частотах, животные решали задачу больше раз.Хотя когнитивные проблемы распространены при психических расстройствах, таких как шизофрения, СДВГ и аутизм, в настоящее время эффективных лекарств нет.«Наши результаты связывают воедино ряд предыдущих наблюдений за PV-клетками и их участием в когнитивных и психоневрологических расстройствах, а также демонстрируют критическую роль этого типа клеток в когнитивной деятельности и психиатрии», — говорит д-р Карлен. «Результаты также показывают, что можно улучшить когнитивные функции, изменив активность одного типа нейронов, что довольно удивительно, если подумать о том, насколько сложен мозг.
Таким образом, клетки PV являются очень интересной целью для фармацевтической промышленности».