Hub Verknüpfung von Bewegung und motivation im Gehirn identifiziert

Hub Verknüpfung von Bewegung und motivation im Gehirn identifiziert

Unser Alltag verlassen sich auf die geplante Bewegung durch die Umgebung, um die Ziele zu erreichen. Eine neue Studie von MIT-Neurowissenschaftler am Picower-Institut für Lernen und Gedächtnis identifiziert eine gut vernetzte Gehirn-region, die als eine entscheidende Verbindung zwischen schaltungen Führung Ziel-gerichtete Bewegung und motiviert Verhalten.

Veröffentlicht Sept. 19 in der Aktuellen Biologie, die Forschung zeigt, dass die lateralen septum (LS), einer region, die als integraler Bestandteil modulieren Verhalten und die Verwicklung in vielen psychiatrischen Störungen, direkt kodiert Informationen über die Geschwindigkeit und die Beschleunigung eines Tieres, wie es navigiert und lernt so erhalten Sie eine Belohnung in einer Umgebung.

„Durchführen einer einfachen Aufgabe, wie Beschaffung von Lebensmitteln für das Abendessen, erfordert die Beteiligung und Koordinierung einer großen Anzahl von Regionen des Gehirns, und das Wiegen von einer Vielzahl von Faktoren: zum Beispiel, wie viel Aufwand ist es, um Lebensmittel aus dem Kühlschrank im Vergleich zu einem restaurant“, sagte Hannah Wirtshafter, der Studie führen Autor. „Wir haben entdeckt, dass der LS kann helfen werden Sie in einigen dieser Entscheidungen. Dass die LS stellt Platz, Bewegung und motivierende Informationen können die LS zu helfen, Sie zu integrieren oder zu optimieren die performance auf überlegungen von Ort, Geschwindigkeit und andere umweltsignale.“

Die bisherige Forschung hat zugeschrieben wichtigen Verhalten von Funktionen zu den LS, wie z.B. die Modulation von Angst, aggression und beeinflussen. Es wird auch geglaubt, einbezogen zu werden in die sucht, Psychose, depression und Angst. Neurowissenschaftler haben verfolgt seine verbindungen zum hippocampus, der eine entscheidende Zentrum für die Kodierung von räumlichen Erinnerungen und verknüpfen diese mit dem Kontext und dem ventralen Tegmentum (VTA), eine region, die Sie vermittelt, zielgerichtete Verhaltensweisen, die über den neurotransmitter Dopamin. Aber bis jetzt hatte noch niemand gezeigt, dass die LS direkt verfolgt die Bewegung oder kommuniziert mit dem hippocampus, zum Beispiel durch die Synchronisierung zu bestimmten neuronalen Rhythmen, über Bewegung und räumlichen Zusammenhang mit der Belohnung.

„Der hippocampus ist eine der am besten untersuchten Regionen des Gehirns aufgrund seines Engagements im Gedächtnis, räumliche navigation, und eine große Anzahl von Krankheiten, wie Alzheimer-Krankheit,“ sagte Wirtshafter, die vor kurzem erwarb Ihren PhD Arbeit auf die Forschung als Doktorand im Labor von senior-Autor Matthew Wilson, Sherman Fairchild Professor für Neurobiologie. „Vergleichsweise wenig ist bekannt über den lateralen septum, auch wenn es erhält eine große Menge von Informationen aus dem hippocampus und ist mit mehreren beteiligten Bereichen der motivation und Bewegung.“

Wilson sagte, die Studie hilft zu beleuchten, die Bedeutung der LS wie eine Kreuzung von Bewegung und motivation-Informationen zwischen Regionen wie der hippocampus und der VTA.

„Die Entdeckung, dass die Tätigkeit in der LS wird gesteuert durch Bewegung Punkte, um eine Verbindung zwischen Bewegung und dopaminergen Kontrolle über die LS, die, die relevant sein könnten, zu Gedächtnis, Wahrnehmung, und die Krankheit“, sagte er.

Tracking-Gedanken

Wirtshafter war in der Lage, direkt zu beobachten, die Interaktionen zwischen den LS und der hippocampus durch die gleichzeitige Aufzeichnung von elektrischen spiking-Aktivität von Hunderten von den Neuronen in der jeweiligen region bei Ratten sowohl als Sie versuchten, eine Belohnung in einem T-förmigen Labyrinth, und wie Sie konditioniert wurde, zu verknüpfen Licht und sound cues mit einer Belohnung in einen offenen Kasten Umgebung.

In die Daten, Sie und Wilson beobachtet die Geschwindigkeit und die Beschleunigung spiking-code in den dorsalen Bereich des LS, und sah deutliche Anzeichen dafür, dass eine überlappende population von Neuronen waren die Verarbeitung von Informationen basierend auf Signale aus dem hippocampus, einschließlich spiking-Aktivität gesperrt Hippocampus Gehirn-Rhythmen, Standort-abhängigen brennen in der T-Labyrinth, und die cue-und Belohnung Antworten während der Konditionierung. Die Beobachtungen, schlug die Forscher, dass die Scheidewand dienen als Punkt der Konvergenz der Informationen über Bewegung und räumlichen Kontext.

Wirtshafter die Messungen zeigten auch, dass die Koordination von LS-spiking mit den hippokampalen theta-Rhythmus ist selektiv verstärkt während der Wahl Verhalten, stützt sich auf das räumliche Arbeitsgedächtnis, was darauf hindeutet, dass die LS eine wichtige relais von Informationen über das Wahl-Ergebnis in der navigation.

Putting-Bewegung im Kontext

Insgesamt legen die Befunde nahe, dass Bewegung-related signaling in die LS, kombiniert mit der Eingabe, erhält es aus dem hippocampus, können die LS dazu beitragen, ein Tier, das Bewusstsein für die eigene position im Raum sowie seine Fähigkeit zu bewerten, Aufgabe, relevante Veränderungen in Zusammenhang, die sich aus der Tier-Bewegung, wie wenn es erreicht hat, eine Wahl, die zeigen, Wilson und Wirtshafter sagte.

Dies deutet darauf hin, dass die Fähigkeit, berichtete der LS zu modulieren und beeinflussen das Verhalten kann durch seine Fähigkeit zu beurteilen, wie interne Zustände ändern während der Bewegung, und die Folgen und Auswirkungen dieser Veränderungen. Zum Beispiel, der LS kann dazu beitragen, Regie Bewegung in Richtung oder Weg von der Lage, von einer positiven oder negativen Reiz.

Die neue Studie bietet somit neue Perspektiven auf die Rolle des lateralen Septums in der Regie Verhalten, die Forscher Hinzugefügt, und angesichts der bekannten Verbänden der LS mit einigen Erkrankungen, es können auch neue Implikationen für breiteres Verständnis der Mechanismen in Bezug Stimmung, motivation, Bewegung, und die neuropsychiatrische Grundlagen von psychischen Erkrankungen.

„Das Verständnis, wie die LS-Funktionen in Bewegung und die motivation wird uns helfen zu verstehen, wie das Gehirn macht nur grundlegende Entscheidungen, und wie Störungen in diesen verarbeitet werden, könnte dies zu verschiedenen Störungen,“ Wirtshafter sagte.

Eine Nationale Verteidigung Wissenschaft & Engineering Graduate Fellowship und der JPB Foundation finanzierte die Forschung.