Pytanie:
Jak można generować potencjały czynnościowe za pomocą myśli?
CDB
2015-02-17 07:55:14 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Myślę, że rozumiem, w jaki sposób sygnał jest przekazywany z neuronu do neuronu (z Jak mózg i nerwy wytwarzają impulsy elektryczne?).

Moje pytanie brzmi jednak nie o standardowym materiale podręcznikowym dotyczącym transdukcji neuronów. Zamiast tego zastanawiam się, w jaki sposób w mózgu zaczyna się impuls elektryczny. Innymi słowy, w jaki sposób można wygenerować potencjał czynnościowy de novo ze świadomej myśli? Zastanawiam się przede wszystkim nad sygnałem w rodzaju ruchu wyrostka robaczkowego lub czymś podobnym.

Krótko mówiąc, moje pytanie brzmi:

Jak powstaje „pierwszy” potencjał czynnościowy w korze mózgowej, gdy świadomie / dobrowolnie decydujemy się na poruszenie kończyną (lub action)?

Możesz rzucić okiem na [ten] (http://www.nature.com/neuro/journal/v17/n11/full/nn.3826.html) artykuł. W tej chwili nie jest dla mnie dostępny. Kiedy go przeczytam, opublikuję odpowiedź.
@WYSIWYG ciekawy artykuł! Czekając na Twoją odpowiedź!
Gdzie są moje komentarze? Czy to robisz @CRags lol?
@ChrisStronks nie mój. Jakiś moderator posprzątał!
Dwa odpowiedzi:
WYSIWYG
2015-02-17 17:13:04 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ten dokument dotyczy odpowiedzi na pytanie, które zadajesz. Badanie opiera się na świadomym podejmowaniu decyzji na szczurach.

Wydajność szczurów oceniano w następującym zadaniu:

Szczury muszą wetknąć pysk do portu oczekiwania, aż usłyszysz sygnał (bip) Po pierwszym sygnale szczury mogą otrzymać małą nagrodę (małą ilość wody) w porcie nagród. Jeśli jednak szczur zaczeka na drugi sygnał, otrzyma większą nagrodę.

Zatem w eksperymencie przeprowadzonym na 37 osobach uzyskano trzy behawioralne wyniki:

  1. Krótkie poke: te, które nie czekały na sygnał (8,3 ± 4,6% )
  2. Testy z niecierpliwością: te, które czekały na pierwszy sygnał, ale nie czekały na drugi sygnał (58,8 ± 3,9%)
  3. Testy z pacjentami: Ci, którzy pomyślnie otrzymali większą nagrodę. (32,9 ± 1,4%)

Niecierpliwi zwykle nie wychodzili natychmiast po pierwszym sygnale. Nie była to letargiczna reakcja na sygnał, ale moment konfliktu między dwiema decyzjami. Czas oczekiwania był rozłożony. Pacjenci natychmiast odpowiedzieli na drugi sygnał dźwiękowy i odebrali nagrodę.

Aktywność neuronalną badano w korze M2 (wtórnej ruchowej) niecierpliwych szczurów podczas wykonywania zadań i zaobserwowano dwa rodzaje aktywności neuronalnej:

  • Narastanie do progu: Szybkość odpalania rosła do końca czasu oczekiwania, co sugeruje neuronowy próg zakończenia oczekiwania. (Ryc. 1)
  • Stała-przejściowa aktywność: Szybkość wypalania skorelowana z czasem oczekiwania, tj. Wyższa szybkość wypalania, dłuższy czas oczekiwania. Może to stanowić neurony, które zmuszają szczura do czekania. (Rys. 2)

enter image description here

Rysunek 1: Ramp-to-Threshold.
Przedruk z Murakami et al. (2014) Nature Neuroscience 17, 1574–1582

enter image description here

Rysunek 2: Przejściowa aktywność.
Przedruk z Murakami et al. (2014) Nature Neuroscience 17, 1574-1582

Zaobserwowano również, że ta aktywność jest specyficzna dla zadania. Neurony, które wykazały pewną aktywność w powyższych zadaniach, nie zachowywały się tak samo u tych samych szczurów wykonujących nieco inne zadanie.

Zatem potencjał czynnościowy jest generowany w mózgu przez „myśli”. Jednak myśli te nie są generowane od nowa. Każda świadoma decyzja oparta jest na pamięci o przeszłych wydarzeniach i podobnych wydarzeniach, przywołują te wspomnienia, które w kategoriach komórkowych są generowaniem potencjału czynnościowego. W tym przypadku potencjał czynnościowy jest generowany w odpowiedzi na bodźce sensoryczne szczurów w postaci sygnału dźwiękowego. Inne rodzaje reakcji są instynktowne, a obwody mózgowe wyewoluowały, aby generować tego rodzaju reakcje na pewne bodźce, takie jak strach. Powyższy przykład jest studium świadomego podejmowania decyzji w oparciu o nabytą pamięć.

Czy neurony, które zapalają się samodzielnie (jak układ aktywujący siateczkę), odgrywają jakąkolwiek rolę w generowaniu myśli?
@CRags Myśli są zasadniczo wspomnieniami, które powstają w wyniku świadomych działań i percepcji. Neurony, które „same strzelają” są kontrolowane przez wbudowany oscylator (spójrz na [model FHN] (http://en.wikipedia.org/wiki/FitzHugh%E2%80%93Nagumo_model)) lub regulowane przez bodźce trzewne . Następnie są odruchy i inne reakcje kierowane instynktem, które są w zasadzie wstępnie uformowanymi obwodami. Nie jestem pewien, jak autonomiczne procesy nerwowe mogą wpływać na świadomą reakcję - być może w sposób pośredni, ale myślę, że nie odgrywają bezpośredniej roli.
A co powiesz na to, że po raz pierwszy natrafisz na interesującą formułę i zaczynasz się zastanawiać, w jaki sposób została ona wyprowadzona. W takim przypadku, czy pamięć krótkotrwała byłaby odpowiedzialna za ciąg myśli, które następują?
Jednak bardzo ciekawa odpowiedź. +1 za to
@CRags Myślę, że kiedy myślisz o wyprowadzeniu tej formuły, to zasadniczo przypominasz sobie podobne wzory i próbujesz opracować to w podobny sposób.
Wow, to jest naprawdę fajne! Co za wspaniały artykuł! Dzięki za wspaniałą odpowiedź! Czy więc kolejność / szybkość przywoływania tych wspomnień jest całkowicie przypadkowa, czy też istnieje jakiś mechanizm stojący za tym, jakie wspomnienie jest „zapamiętywane”? Na przykład, jeśli organizm ma dwie wspomnienia zdarzenia, które koreluje z sytuacją, w której się obecnie znajduje, co kontroluje, które wspomnienie „pojawia się”? To chyba głupie pytanie, a odpowiedź pewnie mam tuż przed nosem, ale nadal ...
@CDB Nie mogę nic powiedzieć na pewno, ale najpierw należy przywołać najsilniejszą pamięć, chociaż kolejność czasowa rejestru pamięci może być inna. Sposób przechowywania informacji czasowych w mózgu jest nadal przedmiotem badań.
Memming
2015-02-18 22:19:56 UTC
view on stackexchange narkive permalink
  1. Jest tu problem filozoficzny: jeśli uważasz, że „myśl” pochodzi spoza fizycznego mózgu, prawdopodobnie jesteś jakimś dualistą. Uważam jednak, że jest bardziej prawdopodobne, że mózg jest maszyną, która umożliwia (pozorną) świadomość i myśli. Jeśli uważasz, że "myśl" powoduje odpalenie neuronów, możesz nie być w stanie znaleźć naukowej odpowiedzi, chyba że możesz zmierzyć tę "myśl" zewnętrzną dla mózgu ...

  2. W mózgu występuje spontaniczna aktywność. Oznacza to, że neurony będą uruchamiać się same, z lub bez zewnętrznego sygnału wejściowego w przypadkowych momentach. Zobacz to pytanie i moją odpowiedź w. Mózg jest zaskakująco hałaśliwy. Percepcja i zmienność behawioralna są często skorelowane z takim hałasem i badane w neurobiologii. Na przykład patrz

    • Nienborg, H. and Cumming, B. G. (2009). Aktywność decyzyjna w neuronach czuciowych odzwierciedla nie tylko efekt przyczynowy neuronu. Naturę, 459 (7243): 89-92.
Chociaż sam nie jestem dualistą, jak odnieść się do mechaniki przyczynowej, która rodzi myśl, skoro fizyka kwantowa wykluczyła lokalny determinizm? Globalny determinizm mógłby nadal istnieć technicznie, ale byłby to nieskończenie bardziej skomplikowany model neuronauki.


To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 3.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...