당신의 눈은 당신의 두뇌의 내부 작용으로의 창입니다.

Life Sciences Database/Wikimedia Commons
소총에 빨간색.
출처 : 생명 과학 데이터베이스 / 위키 미디어 커먼즈

매일 아침 소뇌의 내면 작용 ( "작은 두뇌"라틴어)을 더 잘 이해하는 데 도움이되는 최신 뉴스가있을 것으로 기대합니다. 소뇌는 모든 유형의 감각 운동 조정 (sensorimotor coordination)과 운동의 유동성 (fluidity of movement)을 형성하는 것으로 알려져있다. 오늘날 국제 연구원 의 새로운 연구에 따르면 소뇌의 특정 뉴런이 우리의 눈이 뇌의 창과 연결되는 방법에 대한 단서가 더 있습니다.

나는 새로운 ' 소뇌 '( 소뇌에 관련되거나 소뇌에 위치하고 있음) 연구를 기대하는 것이 아침에 잠자리에 들지 않는 극도로 난해한 이유라고 알고있다. 그러나 나를 위해 푸르니예 세포와 소뇌의 신비를 디코딩하는 것은 깊다. 개인적인.

2007 년 그의 갑작스런 죽음 이전에, 아버지, 신경 과학자, 신경 외과 의사, 그리고 The Fabric of Mind (바이킹) 저자는 다년생적이고 불가사의 한 소뇌의 수수께끼를 풀려고 시도한 그의 인생의 마지막 해를 헌정했습니다. 그는 neuroimaging 기술의 발전으로 인해 그가 과 가설을 실현할 수있게되기 전에 사망했습니다. 장례식에서 21 세기 전반에 걸쳐 "작은 두뇌"에 대한 아빠의 열정을 지키려고 최선을 다할 것이라는 맹세를했습니다.

지난 10 년 동안, 나는 신경 과학 기술의 진보에 대한 나의 안테나를 유지하고 새롭고 유용한 방식으로 소뇌에 관한 겉보기에는 관련없는 연구의 점을 연결하려고 애썼다.

2005 년에 Athlete 's Way (St. Martin 's Press) 원고를 쓰면서, 나는 매일 아버지 께 말씀 드렸습니다. 적어도 일주일에 한 번, 아빠는 "우리는 소뇌의 푸룬 키 뉴런이 무엇을하는지 정확히 알지 못합니다. 그러나 그들이하는 일이 무엇이든, 그들은 그것을 많이하고 있습니다. "

Purkinje 뉴런은 Johannes Purkinje의 이름을 따서 명명되었으며, 1837 년 처음 뉴런을 확인했습니다. Purkinje 박사는 인간 지문의 개성을 확인한 최초의 사람이기도합니다. 그는 다른 모든 사람들이 간과 해 버린 것 같은 비교적 명백한 것들을 발굴하기위한 요령이 있습니다. Purkinje 세포는 뇌에서 가장 크고 가장 특이한 뉴런입니다. 그들의 수상 돌기들은 중국 팬들처럼 펼쳐지며 정렬되지 않도록 체계적으로 정렬되어 있지만 결코 만지지 않도록합니다. 수상 돌기의 팬으로부터 하나의 축색 돌기가 돌출합니다.

Santiago Ramón y Cajal/Public Domain
1899 년경 산티아고 라몬 y Cajal에 의해 (A) Purkinje 뉴런의 그림.
출처 : Santiago Ramón y Cajal / 공개 도메인

아버지와의 대화를 통해 내가 Purkinje 세포에서 얻은 통찰력에 대해 더 자세히 읽으려면 The Athlete 's Way의 일부 발췌 록을 확인하십시오. 비록 내가 10 년 전에이 구절들을 썼지 만, 최근 몇 년 간 출판 된 최근의 경험적 신경 과학적 발견에 비추어 아버지의 투기 적 통찰력은 예언 적으로 정확하다.

오늘 아침, 나는 Purkinje 뉴런에 관한 새로운 연구에 대해 읽게 된 것을 기쁘게 생각합니다. 그 이유는 우리 아빠가 소뇌 세포가 매우 역동적이고 탁월한 교육을 받았음을 설명하는 데 도움이됩니다. 그것이 밝혀 지자, 소뇌의 푸로 키예 뉴런은 미세하게 조정 된 근육 운동이 시작될 때, 일시 중지 될 때, 그리고이 조화 운동이 일어나는 속도를 동시에 지시 할 수 있습니다.

2016 년 7 월의 보고서 인 "Cerebellar Purkinje Neurons에 의한 멀티 플렉스 코딩"이 eLife 저널에 실립니다. 기술적으로 "다중 송신"은 "단일 통신 채널을 통해 여러 메시지를 동시에 전송하는 시스템 또는 신호"를 의미합니다.이 연구는 푸로 키예 뉴론의 단 하나의 축삭이 동시에 여러 메시지를 전달할 수 있음을 시사합니다.

이 연구 결과는 파킨슨 병이나 자폐증 스펙트럼 장애 (ASD)와 같은 질병에서부터 악기를 마스터 링하거나 올림픽 체조 선수의 운동 능력 개발과 관련된 운동의 유동성에 이르기까지 광범위한 운동 통제에 대한 많은 흥미로운 단서를 제공합니다.

이 연구에서 오키나와 과학 기술 대학 (OIST) 대학원 연구원 팀과 독일의 공동 연구자들은 소뇌의 푸르니 예 세포가 급속한 "saccadic"안구 운동과 어떻게 관련이 있는지 정확하게 연구했습니다.

작년에 존스 홉킨스 대 의과 대학의 연구원에 의한 획기적인 연구 인 "소뇌의 뿌리 키예 (Purkinje) 세포에 의한 행동의 부호화"가 Nature 지에 발표되었습니다. 연구팀은 Purkinje 세포가 빠른 안구 운동을 조절하는 것처럼 보일 수있는 공통적 인 복합 스파이크 특성을 공유한다고 발표했다.

Vladimir Arndt/Shutterstock
출처 : Vladimir Arndt / Shutterstock

의식적으로 눈에 띠거나 눈에 띄지 않던간에 눈은 끊임없이 움직입니다. 눈은 한 지점에서 다른 지점에 초점을 맞추기 위해 반사적으로 빠르게 움직입니다. 비록 당신이 눈을 움직이는 것에 대해 적극적으로 생각하지 않는다하더라도, 소낭은 가장 중요한 정보를 보유하고있는 것을 기반으로 초점을 어디에 지시 할지를 정확하게 파악하기 위해 재고를 항상 확보하고 있습니다. 정교하게 조율 된 성가대는 우리가 대화에 종사하는 동안 누군가와 눈을 마주 치거나 시간당 100 마일이 넘는 거리에서 테니스 공이 당신쪽으로 확대되는 등의 일을 할 수있게합니다.

흥미롭게도 자폐증의 핵심 증상 중 하나는 정서적 대화에서 눈을 마주 치지 못하는 것입니다. 자폐아 검시는 수축 된 소뇌와 푸로 키예 (Purkinje) 세포를 위축시킨다. 나는 Psychology Today 블로그 포스트에서 "감정적 대화 중 눈 접촉을 방해하는 것은 무엇입니까?"라고 적었습니다.

saccade는 소뇌의 감각 운동 조정의 완벽한 예입니다. 우리가 모든 근육 운동을 조정하는 방법은 우리가 주변 환경과 사람들과 어떻게 상호 작용하는지에 광범위한 영향을 미칩니다. 이것은 마찰이나 점성없이 유동하는 방식으로 움직임을 조정함으로써 표시되는 유동 또는 초 유체 상태를 달성 할 때 특히 그렇습니다.

OIST의 최신 연구 결과는 Purkinje 뉴런이 법정에서 온 – 오프 (off-on)와 오프 (off-off) 상태에서 흐름과 초 유체 상태를 달성하는 데 중추적 인 역할을한다는 본래의 가설을 재확인합니다. 내가 p. 선수의 길 ,

"너는 천개의 뿌리 키제 세포 수상 돌기를 너의 몸에있는 넓고 다양한 장소에서"접시를받는 것 "으로 생각할 수있다. 단일 purkinje 세포 axon은 통합 된 파이프 라인을 통해 모든 곳에서 신호를 보내는 하나의 나가는 전선으로 볼 수 있습니다. Purkinje 세포의 수상 돌기는 평행하지만 절대로 만지지 않습니다. 그들은 물고기 꼬리처럼 진동하고, 신호를 축삭 위로, 소뇌에서, 그리고 대뇌로 밀어 낸다. "

소뇌의 골키퍼 인 Purkinje 뉴런에서 번개처럼 빠른 처리로 손을 내밀고 소뇌의 vestibulo-ocular reflex (VOR)를 사용하여 눈을 타겟에 고정시키면서 축구 공으로 도약 할 수 있습니다. 스포츠와 삶에서 소뇌는 균형, 고유 수용, 자세 제어, 근육 조정 및 움직임의 속도를 모니터링합니다.

OIST, used with permission
오키나와 과학 기술 연구소 (OIST)의 연구원은 최근 1 세기 전에 Ramon Cajal의 일러스트레이션의 놀랄만 한 정확성을 보여주는 푸 루키에 뉴런의 숨 막힐듯한 이미지를 캡처했습니다.
출처 : OIST, 허가와 함께 사용

주어진 Purkinje 세포의 최종 생산물은 단일 축삭을 통해 이루어진다. 흥미롭게도, 모든 Purkinje 세포는 자율적으로 작동하지만 동시에 조화를 이루고있는 것처럼 보입니다. 이 뉴런은 신체의 모든 부분에서 소뇌 수준에 대한 감각 정보를 가져와이 정보를 대뇌 처리를위한 대뇌까지 보냅니다.

Purkinje 뉴런은 양자 속도로 작동합니다. 하나의 축색 돌기를 통해 들어오는 신호가 20 만개 이상으로 증폭되면서 소뇌에서부터 대뇌 피질까지의 병렬 처리 능력을 제공합니다.

OIST 팀이 Purkinje 뉴런 스파이크의 평균 발사 속도에 대한 수학적 모델을 만들었을 때, 단순한 관계가 사 카테드 아이의 움직임이 시작될 때 모션의 유동성을 예측할 수 있다는 것을 발견했습니다.

모든 뉴런과 마찬가지로 Purkinje 세포는 전기 출력으로 인한 스파이크를 방출합니다. Purkinje 세포는 대부분의 시간에 급격하게 스파이크를 일으키지 만, 때때로 이러한 스파이크에는 일시 중지가 있습니다. 성명서에서 OIST의 계산 신경 과학 (Computational Neuroscience Unit) 공동 저자이자 머리 인 에릭 드 슈터 (Erik De Schutter) 교수는 말했다.

"우리는 이러한 스파이크가 실제로 무엇을 말하고 있는지 알고 싶습니다. . . 단속 시간에 현지 잠재력에 큰 변화가 있습니다. 안구 운동이 시작될 때 푸르니예 (Purkinje) 셀에 일시 정지 시작 스파이크가 있음을 알 수 있습니다.

이것은 일시 정지를 시작하는 스파이크가 이동 시작을 제어하고 일시 중지와 관련이없는 스파이크가 이동 속도를 제어한다는 것을 보여줍니다. 즉, Purkinje 셀에 다중화가 있음을 의미합니다. 즉, 두 개의 신호를 동시에 보낼 수 있습니다. "

이 연구는 개별 스파이크의 타이밍과 스파이크의 평균 발사 속도가 소뇌와 모든 유형의 미세 조정 된 운동 기술의 복잡성을 이해하는 데 중요하다는 것을이 연구에서 제시하므로 중요합니다.

결론 : Purkinje 뉴런에 의존하는 스포츠와 삶의 초 유막 화 달성

Jiang Dao Hua/Shutterstock
출처 : Jiang Dao Hua / Shutterstock

당신이 엘리트 수준의 선수들이 앞으로 몇 주 동안 리오 올림픽 여름 경기에서 경쟁하는 것을 보면서, 미세 조정 된 모든 근육 운동은 소뇌의 푸로 키예 뉴런에 의존한다는 것을 기억하십시오. 스펙트럼의 반대편에서, 비정형 뿌르 키예 제의 세포 구조, 기능 및 연결성은 소뇌의 특정 신경계 장애가있는 사람들이 일상 생활을 탐색하는 것을 어렵게 만들 수 있습니다.

Purkinje 뉴런에 대한 이러한 연구 결과는 전문가가 유동 및 초 유체를 생성하여 선수 또는 아티스트의 성과를 향상시킬 수있는 개입을 개발하는 데 도움이되는 능력을 갖추고 있습니다. 이 연구는 또한 소뇌 이상에 뿌리를 둔 광범위한 질병을 가진 사람들이 일상 생활을 최적화하도록 도울 수 있습니다.

잠재적으로 소뇌의 뉴런 메커니즘에 대한 최신 통찰력은 마비 된 환자 또는 절단 된 사람이 뇌 신호를 미세 조정하여 보철물을 움직일 수있는 뇌 기계 인터페이스와 같은 의료 기술의 발전을 이끌 수 있습니다. 또한 이러한 결과는 정밀한 모터 제어가 필요한 로봇을위한 고급 인공 지능 설계에 유용 할 수 있습니다.

최첨단 소뇌 연구가 스포츠와 삶 모두에 적용될 수있는 방법에 대한 최신 소식을 계속 확인하십시오. Purkinje 세포, 안구 운동 및 소뇌에 더 많은 것을 읽기 위하여는, 나의 이전 심리학 오늘 블로그 포스트를 체크 아웃하고십시오,

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