微小的触角状细胞器曾被认为是我们远古时代的遗迹根据加州大学欧文分校(UCI)的研究人员最近在老鼠身上进行的一项研究,似乎在跟踪时间方面起着至关重要的作用。
被称为纤毛的微管突起可以在生命之树的更复杂的分支中找到,包括我们自己的许多细胞。
虽然它们通常在运动中起作用,无论是推动细胞还是移动接近细胞表面的物质,但人体内的大多数纤毛——被描述为初级纤毛——是不运动的。
一个多世纪前的初步调查表明,这些结构已经退化。今天,许多初级纤毛被认为是一个信号中枢系统的一部分,保持身体的适应和适当的反应。
虽然初级纤毛在接收和响应感官信息的各种作用是公认的,鲜为人知的是,这些细胞器是如何适应发生在大脑中的高阶认知功能。
大脑中一个叫做纹状体的区域的一部分工作是充当这个中央时钟,协调运动、学习、计划和决策。这对管理工作记忆和保持注意力也很重要。
在他们的研究中,研究人员使用遗传操作技术去除小鼠的条纹纤毛,产生了戏剧性的结果。
虽然小鼠仍能保持长期记忆和习惯性或习得性运动技能,但在纤毛去除后观察到各种负面影响。
啮齿类动物被证明是无法学习新的运动任务,并表现出重复的运动行为,以及明显的决策延迟。他们快速回忆位置和方位信息的能力,以及过滤掉与周围环境无关的感官信息的能力,都受到了负面影响。
对小鼠进行了各种测试和练习以得出这些结论,包括让动物穿过迷宫并测试它们识别物体和位置的能力。
加州大学欧文分校的神经科学家阿迈勒·阿拉卡说:“工作记忆、注意力、决策和执行功能的成功表现需要准确和精确的时间判断,通常在毫秒到一分钟之内。”
“当这种能力受损时,就意味着失去了对外界刺激变化迅速调整行为的能力,无法保持适当的、目标导向的运动反应。
显然,所有的纤毛去除的影响有一个共同的特点:在适当的时间内迅速改变行为以响应环境变化的能力的丧失。
这项研究结果与人类的相关性尚不完全清楚,但很可能人类大脑中的纤毛的工作方式与小鼠相似。研究人员已经在进行后续研究,以更密切地分析纤毛和时间知觉之间的关系。
这一发现不仅提高了我们对世界是如何感知的理解,而且可以帮助我们在错误的时候修正我们对时间的感知。
时间知觉受损和对时间的错误判断是许多精神和神经疾病的特征,包括精神分裂症、帕金森氏症、抽动秽语综合征、自闭症谱系障碍和亨廷顿舞蹈症。
“我们的发现可能会通过纤毛靶向治疗为有效干预开辟新的途径,”阿拉奇卡说。
“我们正在进行的工作旨在了解纤毛调节时间感知的机制,并开发靶向疗法以改善行为缺陷。”
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