بیش از حد بسیاری از بین بردن سلول های عصبی حافظه

Too Many Neurons Spoil the Memory

تحقیقات جدید نشان می دهد که مکانیسم های سلولی است که توسط آن شبکه های عصبی حافظه را پشتیبانی می کند ظهور


صفحه Guardian.co.ukاین مقاله با عنوان “بیش از حد بسیاری از بین بردن سلول های عصبی حافظه” توسط Mo Costandi نوشته شده بود, برای theguardian.com در 12th فوریه جمعه 2016 15.15 بر اساس UTC تنظیم

به من بگو که در آن ساکن افکار, فراموش تا تو آنها را به جلو? به من بگو که در آن ساکن شادی از قدیمی, و که در آن عشق باستان, و هنگامی که آنها دوباره تجدید, و در شب گذشته به فراموشی, ممکن است که من بار ها و فضاهای دور از راه دور گذشتن, و آن را به یک نوه غم و اندوه حال و یک شب از درد? که در آن میروی, O فکر? تا چه زمین از راه دور پرواز تو? اگر تو به زمان حال ابتلاء بازگردی, خواهی را رفاهی در بالهای تو, و dews و عسل و مومیایی کردن, یا سم از حیات وحش صحرا, از چشم envier?

در شعر حماسی خود, سند چشم انداز از دختران آلبیون, ویلیام بلیک شگفتی در مورد ماهیت حافظه, توانایی خود را به ما به زمان و مکان دور حمل و نقل ذهنی, و احساسات قدرتمند, مثبت و منفی, که خاطرات ما می تواند بیرون کشیدن. شعر شامل سوالات است که بسیار مربوط باقی می ماند امروز, مانند آنچه به خاطرات طولانی از دست رفته ما اتفاق می افتد, و چگونه ما آنها را بازیابی?

بیش از دو قرن بعد, مکانیسم های ذخیره سازی و بازیابی حافظه پدیده بیشترین میزان مطالعه در علوم مغزی هستند. به طور گسترده ای بر این باور بودند که حافظه شامل تقویت ارتباط بین شبکه های پراکنده از سلول های عصبی در یک ساختار مغز به نام هیپوکامپ, و پس از آن بازیابی شامل مجدد از گروه نورونها. و هنوز, دانشمندان علوم اعصاب هنوز هم در تلاش برای پاسخ به سوالات بلیک قطعا.

اکنون, یک تیم از محققان در دانشگاه ژنو یکی دیگر از پیشرفت مهم در درک ما از مکانیسم های عصبی اساسی شکل گیری حافظه ساخته شده اند. با استفاده از روش دولت از هنر، به نام اپتوژنتیک, آنها نشان می دهد که چگونه گروه های عصبی که رمز خاطرات ظهور, آشکار است که گروه حاوی بیش از حد بسیاری سلول های عصبی - یا بیش از حد چند - مختل حافظه.

اپتوژنتیک یک تکنیک بسیار قوی است که شامل معرفی پروتئین جلبک به نام channelrhodopsins است (ChRs) به نورون. این ارائه سلول های حساس به نور, به طوری که گروه های مشخص شده از آنها را می توان روشن یا خاموش, با استفاده از پالس های نور لیزر به مغز از طریق فیبرهای نوری تحویل, در زمانبندی میلی ثانیه.

در سالهای اخیر, محققان اپتوژنتیک استفاده کرده اند به برچسب نورون های ناحیه هیپوکامپ که در طول شکل گیری حافظه در مغز موش فعال شده, و برای دستکاری در گروه برچسب در شیوه های مختلف. در این روش, آنها می توانند گروه های مشابه به فعال القاء حافظه; تغییر خاطرات ترس را روشن یا خاموش; تبدیل خاطرات منفی به مثبت, یا برعکس; و حتی ایمپلنت خاطرات کاملا دروغین به مغز موش.

تحقیقات جدید, رهبری توسط Pablo Mendez و اواخر دومینیک مولر, که غم انگیز در یک حادثه هواپیمای بی موتوری پرواز درگذشت در ماه آوریل سال گذشته, بر اساس این کار پیش از. آنها موش های مهندسی شده ژنتیکی بیان CHR در سلول های گرانول در یک طرف مغز ایجاد, در منطقه دندانه دار از هیپوکامپ. سلول های گرانول نورون اصل در این منطقه از هیپوکامپ می, که تصور می شود برای توابع هیپوکامپ مانند حافظه و ناوبری فضایی انتقادی. آنها حیوانات در قفس های بزرگ قرار داده, اجازه می دهد که برخی از آنها برای کشف محیط جدید خود. در همین حال, آنها optogenetically سلول گرانول تصادفی فعال در برخی از موش, اما نه دیگران.

سلول های گرانول هیپوکامپ بیان Channelrhodopsin (رنگ قرمز).
سلول های گرانول هیپوکامپ بیان Channelrhodopsin (رنگ قرمز). تصویر: پابلو مندز

هنگامی که آنها جدا و مغز حیوانات مورد بررسی قرار 45 دقیقه بعد, محققان فضایی اکتشاف فعالیت برانگیخته در گروه نورونهای هیپوکامپ یافت, به عنوان سطح تعیین نرمافزار cFos, یک به اصطلاح ژن اولیه فوری "است که بر روی سرعت تغییر می کند هنگامی نورون شروع به آتش. نکته مهم, موش مجاز به کشف قفس خود اعداد بالاتر از حال نرمافزار cFos-ابراز سلول گرانول از کسانی که در سمت چپ در قفس خانه خود را برای مدت زمان آزمایش, و کسانی که تحریک اپتوژنیک در طول اکتشاف دریافت شماره قابل توجهی بالاتر از حال نرمافزار cFosنورون مثبت نسبت به کسانی که نمی.

این نشان داد که اکتشاف فضایی تداعی فعالیت در گروه های سلول های گرانول دندانه دار, و که به صورت تصادفی تغییر فعالیت این شبکه با تحریک اپتوژنیک اندازه از گروه را افزایش می دهد, و یا تعدادی از سلول های درون آنها.

اما آیا دستکاری اندازه از گروه هر گونه تاثیری در رفتار? برای پیدا کردن, مندز و همکارانش موش بیان CHR در hippocampi خود را به قفس دیگری قرار داده شده, و آنها را چند شوک الکتریکی خفیف داد. با تکرار این درمان, موش به سرعت یادگیری به ترس از قفس, و به سرعت منجمد تا زمانی که به آن بازگشت, حتی زمانی که آنها شوک بیشتر داده نشده است.

این بار, محققان optogenetically سلول های گرانول تصادفی در برخی از موش تحریک, اما نه دیگران, در طول آموزش, به منظور افزایش اندازه گروه نورونی که کد حافظه ترس. این موش ها رفتار انجماد کمتر از زمانی که از دیگران که هیچ تحریک دریافت به همان قفس بازگشت. اما تحریک همچنین ایجاد خاطرات ترس مصنوعی, به طوری که حیوانات تا در موقعیت های دیگر مسدود, هم.

مهار سلول های گرانول تصادفی حال همان اثر, نشان می دهد که صرفا تغییر تعداد نرون در گروه با توانایی حیوانات به یاد خاطرات ترس دخالت. این یافته ها با کسانی که از یک مطالعه قبلی هستند, که همچنین نشان داد که مهار کرده و یا تحریک فعالیت سلول های گرانول باعث اختلال در یادگیری متنی.

برای درک دلیل این ممکن است, محققان یکی دیگر از سری آزمایش های انجام شده, با استفاده از microelectrodes برای ضبط فعالیت نورون ها در برش از بافت هیپوکامپ. این آزمایش نشان داد که تحریک اپتوژنیک از سلول های گرانول تولید یک واکنش قوی در interneurons همسایه, که انتشار گابا انتقال دهنده عصبی بازدارنده.

بدین ترتیب, شلیک از سلول های گرانول منجر interneurons مهاری, که تعدیل سلول های مجاور و گرانول از ورود به گروه جلوگیری از آنها. در این روش, interneurons به نظر می رسد برای ایجاد ثبات خاطرات تازه تشکیل شده با تنظیم تعداد و توزیع سلول های گرانول در خاطرات را پشتیبانی می کند. فعال و یا خاموش کردن سلول های گرانول تصادفی ناراحتی این روند و باعث تغییر در تعداد سلول های گرانول, که ممکن است خاطرات جدید ناپایدار کند.

"در این مطالعه, ما با استفاده از یک فرم ساده از حافظه, حافظه زمینه ی فضایی, اما چالش در حال مطالعه چگونه تجارب پیچیده تر حفظ شده اند, و چگونه مغز معاملات با ذخیره سازی تجربه های متعدد,می گوید: "مندز. "درک این سوالات می تواند به ما کمک کند به درک محدودیت های ظرفیت ذخیره سازی مغز است."

ارجاع

Stefanelli, T., و همکاران. (2016). هیپوکامپ سوماتواستاتین Interneurons کنترل اندازه نورونی گروه ها حافظه. یاخته عصبی, 89: 1-12. DOI: 10.1016/j.neuron.2016.01.024 [چکیده]

guardian.co.uk © نگهبان ها & رسانه محدود 2010