Modelowanie ścieżki nerwowej związanej z zachowaniami dotykowymi

Anonim

Wiele zwierząt aktywnie dotyka obiektów w ich otoczeniu i reaguje na nie za pomocą odpowiednich sekwencji ruchu. Jan Ache i Volker Dürr z Uniwersytetu w Bielefeld w Niemczech prezentują model w PLOS Computational Biology, który rejestruje kluczowe właściwości wielu różnych neuronów wchodzących w skład "aktywnego systemu dotykowego".

Działania ukierunkowane na cel wymagają neuronów, które docierają z mózgu do dolnych części układu nerwowego, na przykład: do dystrybucji informacji sensorycznych do lokalnych modułów kontroli ruchu. Owady w sztyfcie aktywnie eksplorują środowisko bliskiego zasięgu za pomocą zamiatania i często reagują na kontakty swoich czujników za pomocą ukierunkowanych ruchów sięgających. Wymaga to szybkiego i wieloaspektowego przekazywania informacji z mózgu do nóg.

W swoim modelu Ache i Dürr proponują, w jaki sposób układ nerwowy może kodować ruch czuły w małej, ale zróżnicowanej populacji schodzących neuronów. Ich model jest walidowany przeciwko właściwościom kodowania rzeczywistych neuronów za pomocą ich lokalizacji w tym, co autorzy nazywają "przestrzenią kodowania". Ta przestrzeń kodowania pozwala na opis bardziej złożonego zestawu właściwości odpowiedzi tylko przez dwa wymiary. Natychmiastowe porównanie rzeczywistych i modelowanych neuronów w przestrzeni kodującej pozwala zarówno na systematyczne badanie modelu, jak i na strojenie poszczególnych wariantów modelu, jak w prawdziwym zwierzęciu.

Jest to pierwsze podejście do modelowania całego schodzącego szlaku, który obejmuje bardzo zróżnicowane typy neuronów w ramach jednej, wspólnej platformy obliczeniowej.