Para ilmuwan telah menciptakan “Waktu Alami” yang mengatur Waktu yang tepat dari Burung Paling Sulit

Sebuah tim peneliti dari Penn State dan New York University telah mengembangkan “jam” penting di otak terakhir zebra dan telah menemukan bahwa “kabel” antara neuron, yang disebut akson, memainkan peran penting dalam penanggalan waktu nyata. Uang: Christopher Auger-Dominguez

Waktu yang tepat dari musik kompleks burung sebagian dikendalikan oleh “kabel” terabaikan yang menghubungkan neuron ke otak burung, menurut sebuah penelitian baru. Sebuah tim peneliti dari Penn State dan Universitas New York telah mengembangkan “jam” penting yang mengontrol pergerakan burung dan sistem lain, yang menghasilkan cara berpikir baru tentang fungsi saraf.

“Kegiatan belajar yang paling kompleks, seperti memukul bola atau bermain biola, membutuhkan waktu yang paling akurat untuk pengambilan gambar saraf,” kata Dezhe Jin, seorang profesor fisika di Penn State dan penulis makalah tersebut. “Tapi tidak jelas bagaimana otak bekerja dengan otot kita. Dalam studi ini, kami merancang model berdasarkan pengujian bertahun-tahun yang menunjukkan bahwa penundaan dalam neuron memainkan peran penting selama pengambilan gambar. Kemudian kami menyebutkan penundaan kabel, atau akson, tempat mereka menghubungkan neuron. ”

Dalam makalah yang terbit 15 Oktober 2020 di surat kabar ini Sel, Jin dan teman-temannya berbicara tentang menjaga waktu dengan menggunakan zebra, seekor burung Australia kecil yang dapat mempelajari lagu-lagu romantis dengan bantuan keterampilan menyanyi. Untuk mencapai hal ini, burung memiliki “jam” khusus – disebut HVC – di otak mereka yang mengontrol waktu musik. Di HVC, kelompok saraf mengikuti urutan yang mirip dengan lagu.

“HVC sering dianggap sebagai jam karena mengontrol gerakan yang paling kompleks – musik – dan waktunya sangat penting,” kata Robert Egger, seorang rekan postdoctoral di NYU School of Medicine dan penulis utama studi tersebut. “Kami menggunakan metode invasif minimal untuk membandingkan aktivitas reguler 70 neuron dalam HVC selama bernyanyi. Di masa lalu, kami harus mengukur setiap neuron secara individual dan menyesuaikan tindakan mereka dengan melodi.”

Dalam sebuah studi tentang akurasi area, Jin dan mahasiswa pascasarjana Eugene Tupikov mengembangkan sejumlah tipe deskripsi saraf yang berbeda. Dalam beberapa kasus, satu kelompok neuron terbakar pada saat bersamaan yang memicu kelompok neuron berikutnya yang secara bersamaan aktif, memicu kelompok berikutnya, sebagai kontrol yang jatuh, dalam apa yang oleh para peneliti disebut sebagai kelompok synfire. Dengan kata lain, wire delay memungkinkan neuron menembak pada waktu yang berbeda. Hasilnya adalah waktu yang sangat akurat.

“Kami mengira bahwa setiap kelompok neuron saling menembak seperti karangan bunga khusus,” kata Michael Long, asisten profesor neurologi di fisiologi di NYU School of Medicine dan penulis makalah. “Tapi yang kami lihat seperti jarum detik yang bekerja dengan baik dan terus menerus. Pengkabelan cepat menjadikannya pilihan yang berharga karena Anda tidak mendapatkan datanya. ”

Tim mengalami distribusi yang tertunda, yang berarti bahwa beberapa sinyal mencapai beberapa neuron dengan sangat cepat dan yang lainnya membutuhkan waktu lebih lama.

“Kami tahu bahwa penundaan dalam sirkuit saraf diperlukan untuk jarak yang jauh, tetapi di area lokal, mereka dianggap relatif kecil, dan akibatnya sering terlewatkan,” kata Jin, yang memimpin eksperimen. “Hasil ini menunjukkan bahwa akson memainkan peran penting dalam pemeliharaan area saraf dan harus diintegrasikan dengan spesies masa depan lainnya.”

Untuk menentukan apakah penundaan aksonal mungkin berperan di korteks serebral lainnya, para peneliti mengatakan bahwa perbandingan di otak tikus memahami di mana mereka tinggal sambil menggerakkan jenggot mereka.

“Hasil kami konsisten dengan penundaan di mana kami mengamati burung kicau, yang menunjukkan bahwa penundaan aksonal mungkin memainkan peran penting dalam pembentukan aktivitas saraf dalam berbagai perilaku kompleks,” kata Jin. “Kita perlu menggabungkan penundaan akson dalam cara kita berpikir tentang otak dan cara kerjanya.”

Buku: “Local Axonal Conduction Creates Spatiotemporal Neural Sequences” oleh penulis Robert Egger, Yevhen Tupikov, Margot Elmaleh, Kalman A. Katlowitz, Sam E. Benezra, Michel A. Picardo, Felix Moll, Jörgen Kornfeld, Dezhe Z. Jin dan Michael A. Long, 15 Oktober 2020, Sel.
BARANG: 10.1016 / j.cell.2020.09.019

Tim peneliti juga termasuk Margot Elmaleh, Kalman Katlowitz, Sam Benezra, Michel Picardo, dan Felix Moll di NYU; dan Jörgen Kornfeld di Institut Neurobiologi Max Plank. Pekerjaan ini didukung oleh Deutsche Forschungsgemeinschaft (Yayasan Riset Jerman), Institut Kesehatan Nasional, Yayasan Sains Nasional, dan Yayasan Simons.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Topan Super Surigae menyulut Pasifik

19 April 2021 Topan super mencapai intensitas ekstrem setahun lebih banyak daripada badai era satelit mana pun. Surigae tidak akan mendarat, tetapi topan yang muncul di...

Mekanisme fotoenzim kunci yang diuraikan

Kesan artis tentang katalisis enzimatik yang diusulkan dalam mekanisme fotodekarboksilase asam lemak (Sains 2021). Kredit: Damien Sorigué Pengoperasian enzim FAP, yang berguna untuk memproduksi...

DOE Mendorong Investasi A.S. yang Agresif dalam Energy Fusion

Sinar laser energi tinggi NIF berkumpul di target di tengah kamera target. Keberhasilan mendapatkan penyalaan fusi akan menjadi langkah maju yang besar dalam...

Fisikawan menciptakan bit kuantum yang dapat mencari materi gelap

Sebuah qubit (persegi panjang kecil) dipasang pada tingkat kebiruan, yang berada di atas jari untuk menunjukkan skala. Ilmuwan di Farmland Universitas Chicago menggunakan...

Ahli paleontologi memperkirakan bahwa 2,5 miliar T. rex menjelajahi Bumi selama periode Kapur

Untuk semua mereka yang terlambatKapur Menurut sebuah studi baru, jumlah total tyrannosaurus yang pernah hidup di Bumi adalah sekitar 2,5 miliar individu, di mana...

Newsletter

Subscribe to stay updated.