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Como funciona a bússola interna do cérebro?

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Como funciona a bússola interna do cérebro?

resumo: As descobertas lançam uma nova luz sobre como o cérebro se orienta em um ambiente em mudança e como os processos normais de navegação podem ser diminuídos como resultado da doença de Alzheimer.

fonte: Universidade McGill

Os cientistas obtiveram novos insights sobre a parte do cérebro que nos dá um senso de direção, rastreando a atividade neural com os últimos avanços nas tecnologias de imagem cerebral.

As descobertas lançam luz sobre como o cérebro se orienta em ambientes em mudança – e até mesmo processos que podem dar errado com doenças degenerativas, como a demência, que deixam as pessoas perdidas e desorientadas.

“A pesquisa em neurociência passou por uma revolução tecnológica na última década, permitindo-nos fazer e responder a perguntas com as quais poderíamos ter sonhado apenas alguns anos atrás”, diz Mark Brandon, professor associado de psiquiatria na Universidade McGill e pesquisador da Douglas Research. Centro. que co-liderou a pesquisa com Zaki Ajabi, ex-aluno da Universidade McGill e agora pesquisador de pós-doutorado na Universidade de Harvard.

Leia a bússola interna do cérebro

Para entender como a informação visual afeta a bússola interna do cérebro, os pesquisadores expuseram ratos a um mundo virtual perturbador enquanto registravam a atividade neural do cérebro.

A equipe registrou a bússola interna do cérebro com uma precisão sem precedentes, usando os últimos avanços na tecnologia de gravação neuronal.

Essa capacidade de decifrar a orientação interna da cabeça do animal permitiu que os pesquisadores explorassem como as células de orientação da cabeça, que compõem a bússola interna do cérebro, apóiam a capacidade do cérebro de se reorientar em ambientes em mudança.

Especificamente, a equipe de pesquisa identificou um fenômeno que eles chamaram de “aquisição de rede” que permitiu que a bússola interna do cérebro se reorientasse depois que os camundongos estivessem desorientados.

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“É como se o cérebro tivesse um mecanismo para implementar um ‘botão de reset’ que permite que a bússola interna seja reorientada rapidamente em situações confusas”, diz Ajabi.

Embora os animais deste estudo tenham sido submetidos a experiências visuais não naturais, os autores argumentam que tais cenários estão de fato associados à experiência humana moderna, especialmente à rápida disseminação da tecnologia de realidade virtual.

“Esses resultados podem eventualmente explicar como os sistemas de realidade virtual podem controlar tão facilmente nosso senso de orientação”, acrescenta Ajebi.

A equipe registrou a bússola interna do cérebro com uma precisão sem precedentes, usando os últimos avanços na tecnologia de gravação neuronal. A imagem é de domínio público

As descobertas inspiraram a equipe de pesquisa a desenvolver novos modelos para entender melhor os mecanismos subjacentes.

“Este trabalho é um belo exemplo de como as abordagens experimental e computacional juntas podem avançar nossa compreensão da atividade cerebral que impulsiona o comportamento”, diz o coautor Xue-Xin Wei, neurocientista computacional e professor assistente da Universidade do Texas em Austin.

doenças degenerativas;

Os resultados também têm implicações importantes para a doença de Alzheimer. “Um dos primeiros sintomas autocognitivos da doença de Alzheimer é que as pessoas ficam desorientadas e perdidas, mesmo em ambientes familiares”, diz Brandon.

Os pesquisadores esperam que uma melhor compreensão de como funciona a bússola interna do cérebro e o sistema de navegação leve à detecção precoce e a uma melhor avaliação dos tratamentos para a doença de Alzheimer.

sobre estudar

Financiamento: A pesquisa foi apoiada pelo Conselho de Pesquisa em Ciências Naturais e Engenharia do Canadá e pelos Institutos Canadenses de Pesquisa em Saúde.

Sobre esta notícia de pesquisa em neurociência

autor: Shirley Cárdenas
fonte: Universidade McGill
comunicação: Shirley Cárdenas – Universidade McGill
foto: A imagem é de domínio público

Pesquisa original: acesso livre.
Dinâmica populacional de neurônios de orientação da cabeça durante deriva e reorientaçãoPor Mark Brandon et al. natureza


um resumo

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Dinâmica populacional de neurônios de orientação da cabeça durante deriva e reorientação

O sistema de orientação da cabeça (HD) serve como a bússola interna do cérebro, que foi formulada classicamente como uma rede de atração de loop unidimensional. Ao contrário de uma bússola magnética globalmente consistente, o sistema HD não possui um quadro de referência global. Em vez disso, ele se baseia em sinais locais, mantendo um equilíbrio estável à medida que os sinais giram e se desviam na ausência de referências.

No entanto, as questões relativas aos mecanismos subjacentes à ancoragem e à deriva permanecem sem solução e são melhor tratadas no nível da população. Por exemplo, não está claro até que ponto uma descrição unidimensional da atividade populacional persiste sob condições de reorientação e deriva.

Aqui realizamos registros populacionais de células HD talâmicas usando imagens de cálcio durante a rotação controlada de um ponto de referência visual.

Através dos experimentos, a atividade da população variou ao longo da segunda dimensão, que chamamos de ganho de rede, particularmente sob condições de inconsistência e ambiguidade. A atividade ao longo desta dimensão previu a dinâmica de reorganização e deriva, incluindo a velocidade de reorganização da rede.

No escuro, o ganho de rede manteve um “traço de memória” do marco exibido anteriormente. Experimentos posteriores mostraram que a grade HD retornou à sua orientação primária após exposições curtas, mas não mais longas, de um sinal arredondado. Essa dependência da experiência indica que a memória de associações passadas entre neurônios HD e sinais alocativos é preservada e influencia a representação interna de HD.

Com base nesses resultados, mostramos que a rotação contínua de um marco visual induziu a rotação da representação HD que persistiu no escuro, demonstrando uma recalibração dependente de experimento do sistema HD.

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Por fim, propomos um modelo computacional para formalizar como a bússola neural se adapta de forma flexível às mudanças no ambiente para manter uma representação confiável da DH.

Essas descobertas desafiam as interpretações unidimensionais clássicas do sistema HD e fornecem informações sobre as interações entre esse sistema e os sinais subjacentes a ele.

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Bola de fogo verde brilhante ilumina os céus de Portugal e Espanha (fotos)

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Bola de fogo verde brilhante ilumina os céus de Portugal e Espanha (fotos)

A Internet está repleta de imagens de um meteoro que atravessa o céu noturno de Portugal e Espanha, iluminando o céu como uma bola de fogo azul esverdeada.

O meteorito foi confirmado por Agência Espacial Europeia (ESA), que capturou a bola de fogo com suas câmeras em Cáceres, Espanha, às 18h46 EDT (22h46 UTC) de sábado (18 de maio). A Agência Espacial Europeia confirmou que a bola de fogo era um pedaço de um cometa que passou por cima de Espanha e Portugal, viajando a cerca de 160.000 quilómetros por hora, ou cerca de 65 vezes mais rápido que a velocidade máxima de um caça a jato Lockheed Martin F-16. A Agência Espacial Europeia acrescentou que o meteorito provavelmente queimou no Oceano Atlântico, a uma altitude de cerca de 60 quilômetros acima da Terra.

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O sobrevôo da NASA na Europa sugere que “algo” se move sob o gelo

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O sobrevôo da NASA na Europa sugere que “algo” se move sob o gelo

Marcos na superfície de Europa indicam que a crosta gelada está à mercê das águas abaixo. Mais importante ainda, a recente visita de Juno revelou o que pode ser atividade de plumas, que, se real, permitiria que futuras missões coletassem amostras do oceano interior sem ter que pousar.

Já passaram quase dois anos desde que Juno fez a sua maior aproximação a Europa, mas as suas observações ainda estão a ser analisadas. Surpreendentemente, apesar de estar em órbita de Júpiter desde 2016, cinco imagens tiradas por Juno em 29 de setembro de 2022 foram os primeiros close-ups de Europa desde a última visita da sonda Galileo em 2000.

Isto representa, sem dúvida, uma negligência chocante de um dos mundos mais interessantes do sistema solar, mas também pode ter fornecido uma longa base para descobrir o que mudou.

Europa é o corpo mais liso do sistema solar, graças ao constante ressurgimento impulsionado pelo seu oceano interior. No entanto, está longe de ser inexpressivo, e Juno observou algumas depressões íngremes de 20 a 50 km (12 a 31 milhas) de largura e padrões de fratura que se acredita indicarem “Passo a passo polar real“.

“A verdadeira peregrinação polar ocorreria se a crosta gelada de Europa se separasse do seu interior rochoso, resultando em elevados níveis de tensão na crosta, levando a padrões de fractura previsíveis”, disse num estudo o Dr. Candy Hansen, do Instituto de Ciência Planetária. declaração.

A ideia por trás da verdadeira peregrinação polar é que a crosta que fica acima do oceano interior de Europa gira a uma velocidade diferente da do resto da lua. Acredita-se que a água abaixo está se movendo, puxando a concha consigo, já que as correntes dentro do oceano afetam os movimentos da concha. Estas correntes, por sua vez, são presumivelmente impulsionadas pelo aquecimento no interior do núcleo rochoso de Europa, onde a atração gravitacional de Júpiter e das suas luas maiores transforma Europa numa gigantesca bola de pressão.

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No processo, as interações entre o oceano e o gelo podem esticar e comprimir áreas, criando as fissuras e cristas vistas desde a visita da Voyager 2.

Hansen faz parte de uma equipe que explora imagens Juno do hemisfério sul da Europa. “Esta é a primeira vez que tais padrões de fendas foram mapeados no Hemisfério Sul, sugerindo que o impacto da verdadeira peregrinação polar na geologia da superfície de Europa é mais extenso do que o anteriormente identificado”, disse o cientista.

Nem todas as alterações nos mapas da Europa são o resultado de correntes oceânicas internas. A NASA parece estar caindo na armadilha das ilusões de ótica. “A cratera Gwern não existe mais”, disse Hansen. “O que anteriormente se pensava ser uma cratera de impacto com 21 quilómetros de largura – uma das poucas crateras de impacto documentadas na Europa – Gwern, foi revelada nos dados da JunoCam como um conjunto de cristas que se cruzam que criaram uma sombra oval.”

No entanto, Juno dá mais do que recebe. A equipe está entusiasmada com algo que eles chamam de ornitorrinco por causa de seu formato, não porque tenha um monte de recursos que não deveriam combinar. As formações de cristas na sua borda parecem estar em colapso, e a equipe acredita que este processo pode ser causado por bolsas de água salgada que penetraram parcialmente na crosta de gelo.

Esta feição, batizada por cientistas planetários que aparentemente nunca viram um ornitorrinco verdadeiro, é contornada em amarelo, com uma área de colinas em azul.

Crédito da imagem: NASA/JPL-Caltech/SwRI

Tais bolsas seriam alvos indiretos interessantes para estudo pelo Europa Clipper, mas mais interessantes são as manchas escuras que podem ter sido depositadas pela atividade criovulcânica.

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“Estas características indicam atividade superficial atual e a presença de água líquida abaixo da superfície de Europa”, disse Heidi Becker do Laboratório de Propulsão a Jato. Tal atividade foi confirmada nas fontes termais de Encélado, mas há evidências conflitantes sobre se ela está ocorrendo atualmente na Europa.

Tal atividade tornaria possível coletar amostras do oceano interior em busca de sinais de vida, simplesmente voando através de uma pluma e coletando alguns flocos de gelo, sem ter que pousar, muito menos cavar.

Atualmente, a oscilação polar pode causar ajustes muito modestos na localização das formações na superfície de Europa, mas há evidências de uma mudança de mais de 70 graus há milhões de anos, por razões desconhecidas.

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O condado de Los Angeles relatou um caso de hepatite A em um Beverly Hills Whole Foods

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O condado de Los Angeles relatou um caso de hepatite A em um Beverly Hills Whole Foods

Autoridades de saúde pública do condado de Los Angeles estão investigando um caso relatado de hepatite A em um funcionário de um supermercado Whole Foods em Beverly Hills.

Autoridades de saúde alertaram que qualquer pessoa que comprasse produtos na loja de frutos do mar do mercado em 239 North Crescent Dr. Entre 20 de abril e 13 de maio, ele tomará a vacina contra hepatite A, caso ainda não esteja imune.

“Receber a vacinação o mais rápido possível após a exposição pode ajudar a reduzir o risco de infecção por hepatite A”, disse o Departamento de Saúde Pública do Condado de Los Angeles. “Os residentes devem entrar em contato com a farmácia local ou médico para obter a vacina.”

A hepatite A é uma infecção hepática altamente contagiosa que pode variar desde uma doença leve que dura algumas semanas até uma doença grave que dura vários meses, de acordo com informações fornecidas pelo departamento de saúde.

A infecção geralmente se espalha quando uma pessoa ingere inadvertidamente o vírus de objetos, alimentos ou bebidas contaminados com pequenas quantidades não detectadas de fezes de uma pessoa infectada.

O Departamento de Saúde está trabalhando com a Whole Foods para garantir que os funcionários que não têm imunidade à hepatite A sejam encaminhados para vacinação. Nenhum caso adicional de hepatite A foi relatado até sábado e a investigação continua em andamento.

Autoridades de Los Angeles disseram no início desta semana que era hepatite A espalhado por toda a cidade'População deslocada. As pessoas que vivem em situação de sem-abrigo tendem a ser mais vulneráveis ​​porque têm acesso limitado a instalações para lavar as mãos e a casas de banho.

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No comunicado, o escritório de comunicações corporativas da Whole Foods disse: “O membro da equipe que foi diagnosticado não está trabalhando e não temos conhecimento de mais ninguém adoecendo”.

A empresa acrescentou: “Embora tenhamos procedimentos rígidos de segurança alimentar em nossas lojas, incentivamos qualquer pessoa que acredite ter sido exposta ao vírus a seguir as diretrizes do Ministério da Saúde”.

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