बहुत कई न्यूरॉन्स मेमोरी खराब

Too Many Neurons Spoil the Memory

नए शोध सेलुलर तंत्र है जिसके द्वारा स्मृति एन्कोडिंग neuronal नेटवर्क के उभरने का पता चलता है


Guardian.co.uk द्वारा संचालितशीर्षक से यह लेख “बहुत सारे न्यूरॉन्स स्मृति खराब” मो Costandi द्वारा लिखा गया था, के लिए शुक्रवार 12 वीं फरवरी को theguardian.com 2016 15.15 UTC

मुझे बताओ, जहां विचारों को ध्यान केन्द्रित करना, भूल गया जब तक तू उनको फोन? मुझे बताओ, जहां वर्ष की खुशियों ध्यान केन्द्रित करना, और जहां प्राचीन प्यार करता है, और जब वे फिर से नवीनीकृत हो जाएगी, और गुमनामी अतीत की रात, मैं अभी तक दूरस्थ बार और रिक्त स्थान के पार हो सकता है कि, और एक वर्तमान दुख और दर्द की एक रात में आराम ले? कहाँ goest तू, हे सोचा? क्या दूरस्थ भूमि तेरी उड़ान है? तू दु: ख की वर्तमान क्षण के लिए returnest हैं, तू अपने पंखों पर आराम मिलाएगा, और DEWS और शहद और बाम, या रेगिस्तान wilds से जहर, envier की आंखों से?

अपने महाकाव्य कविता में, Albion की बेटियों के सपने, विलियम ब्लेक स्मृति की प्रकृति के बारे में चमत्कार, मानसिक रूप से दूर करने के लिए हमें समय और स्थानों के लिए परिवहन करने की क्षमता, और शक्तिशाली भावनाओं, दोनों सकारात्मक और नकारात्मक, हमारे यादें पैदा कर सकते हैं कि. कविता सवाल है कि आज अत्यधिक प्रासंगिक बने हुए शामिल, क्या हमारे लंबे समय खो यादों के लिए होता है के रूप में इस तरह के, और हम उन्हें कैसे प्राप्त करते हैं?

अधिक से अधिक दो सदियों बाद, स्मृति भंडारण और पुनर्प्राप्ति के तंत्र मस्तिष्क विज्ञान में सबसे अधिक गहन अध्ययन घटनाएं हैं. यह व्यापक रूप से माना जाता है कि स्मृति गठन एक मस्तिष्क की संरचना में न्यूरॉन्स की कम वितरित नेटवर्क के बीच कनेक्शन को मजबूत बनाने शामिल है हिप्पोकैम्पस बुलाया, और है कि बाद में पुनः प्राप्ति ही न्यूरोनल टुकड़ियों के पुनर्सक्रियन शामिल. और फिर भी, neuroscientists अभी भी निश्चित रूप से ब्लेक के सवालों का जवाब करने के लिए संघर्ष.

अभी, जिनेवा के विश्वविद्यालय में शोधकर्ताओं की एक टीम स्मृति गठन अंतर्निहित तंत्रिका तंत्र के बारे में हमारी समझ में एक और महत्वपूर्ण अग्रिम बना दिया है. optogenetics नामक एक राज्य के अत्याधुनिक विधि का प्रयोग, वे बताएंगे कि कैसे न्यूरोनल टुकड़ियों कि यादों को सांकेतिक शब्दों में उभरने, खुलासा कि टुकड़ियों भी कई न्यूरॉन्स युक्त - या बहुत कुछ - स्मृति पुनर्प्राप्ति ख़राब.

optogenetics एक अत्यंत शक्तिशाली तकनीक है कि शुरू काई प्रोटीन channelrhodopsins बुलाया शामिल है (ChRs) न्यूरॉन्स में. यह कोशिकाओं प्रकाश के प्रति संवेदनशील renders, ऐसे उनमें से निर्दिष्ट समूहों पर या बंद किया जा सकता है कि, लेजर प्रकाश की दालों का उपयोग ऑप्टिकल फाइबर के माध्यम से मस्तिष्क में कर दिया, मिसे के एक timescale पर.

हाल के वर्षों में, शोधकर्ताओं optogenetics का इस्तेमाल किया है hippocampal न्यूरॉन्स कि माउस मस्तिष्क में स्मृति गठन के दौरान सक्रिय हो जाते लेबल करने के लिए, और विभिन्न तरीकों से लेबल टुकड़ियों हेरफेर करने के लिए. इस तरह, वे करने के लिए एक ही टुकड़ियों को पुन: सक्रिय कर सकते हैं स्मृति पुनः प्राप्ति के लिए प्रेरित; पर या बंद भयभीत यादें स्विच; सकारात्मक लोगों में नकारात्मक यादें परिवर्तित, या ठीक इसके विपरीत; और भी चूहों के दिमाग में पूरी तरह से झूठी यादें प्रत्यारोपण.

नए शोध, पाब्लो मेंडेज़ और देर डोमिनिक मुलर के नेतृत्व में, दुर्भाग्य से जो एक ग्लाइडिंग दुर्घटना में मृत्यु हो गई पिछले साल के अप्रैल में, यह पहले काम पर बनाता है. वे मस्तिष्क के एक तरफ अनुवांशिक इंजीनियर चूहों दाना कोशिकाओं में Chr व्यक्त बनाया, में दांतेदार क्षेत्र हिप्पोकैम्पस के. छोटा दाना कोशिकाओं हिप्पोकैम्पस के इस क्षेत्र में सिद्धांत न्यूरॉन्स रहे हैं, ऐसे स्मृति और स्थानिक नेविगेशन के रूप में हिप्पोकैम्पस कार्यों के लिए महत्वपूर्ण माना जाता है जो. वे बड़े पिंजरों में रखा जानवरों, अपने नए वातावरण का पता लगाने के लिए उनमें से कुछ की अनुमति. इस बीच, वे optogenetically चूहों में से कुछ में यादृच्छिक दाना कोशिकाओं को सक्रिय, लेकिन दूसरों को नहीं.

हिप्पोकैम्पस दाना कोशिकाओं channelrhodopsin व्यक्त (लाल में).
हिप्पोकैम्पस दाना कोशिकाओं channelrhodopsin व्यक्त (लाल में). छवि: पाब्लो मेंडेज़

वे विच्छेदित और जानवरों के दिमाग की जांच जब 45 मिनट बाद, शोधकर्ताओं hippocampal न्यूरॉन्स की टुकड़ियों में स्थानिक अन्वेषण पैदा की गतिविधि पाया, के रूप में के स्तर से निर्धारित की सीएफओ, एक तथाकथित 'तत्काल जल्दी' जीन उस पर जल्दी से बंद है जब न्यूरॉन्स आग करने के लिए शुरू. महत्वपूर्ण बात है, अपने पिंजरों का पता लगाने के लिए अनुमति दी चूहों की अधिक संख्या के लिए किया था सीएफओ-प्रयोग की अवधि के लिए उनके घर पिंजरों में छोड़ दिया है उन लोगों की तुलना दाना कोशिकाओं को व्यक्त, और उन है कि अन्वेषण के दौरान optogenetic उत्तेजना प्राप्त की काफी अधिक संख्या थी सीएफओउन है कि नहीं की तुलना में पॉजिटिव न्यूरॉन्स.

यह पता चला है कि स्थानिक अन्वेषण दांतेदार दाना कोशिकाओं की टुकड़ियों में गतिविधि उदाहरण भी देते हैं, और कहा कि बेतरतीब ढंग से फेरबदल optogenetic उत्तेजना के साथ इन नेटवर्कों की गतिविधि टुकड़ियों का आकार बढ़ता है, या उन के भीतर कोशिकाओं की संख्या.

लेकिन करता टुकड़ियों के आकार से छेड़छाड़ के व्यवहार पर कोई असर? पता करने के लिए, मेंडेज़ और उनके सहयोगियों ने एक और पिंजरे में उनके hippocampi में Chr व्यक्त चूहों रखा, और उन्हें कई हल्के बिजली के झटके दे दी. इस इलाज की पुनरावृत्ति के साथ, चूहों जल्दी से पिंजरे डर करने के लिए सीखना, और जल्दी से फ्रीज जब में लौटे, यहां तक ​​कि जब वे और अधिक झटके नहीं दिया जाता है.

इस समय, शोधकर्ताओं ने चूहों optogenetically में से कुछ में यादृच्छिक दाना कोशिकाओं को प्रेरित किया, लेकिन दूसरों को नहीं, प्रशिक्षण के दौरान, आदेश में neuronal पहनावा कि भयभीत स्मृति encodes के आकार को बढ़ाने के लिए. इन चूहों में कम ठंड व्यवहार का प्रदर्शन जब दूसरों को, जो कोई उत्तेजना प्राप्त की तुलना में एक ही पिंजरे में लौट. लेकिन उत्तेजना भी कृत्रिम भय यादें बनाया, ऐसी है कि जानवरों के अन्य स्थितियों में जम, बहुत.

यादृच्छिक दाना कोशिकाओं के निषेध ही प्रभाव था, सुझाव है कि केवल कलाकारों की टुकड़ी में न्यूरॉन्स की संख्या में फेरबदल 'जानवरों भयभीत यादों को याद करने की क्षमता के साथ दखल. इन निष्कर्षों को पहले के एक अध्ययन के उन लोगों के साथ संगत कर रहे हैं, जो यह भी पता चला है कि बाधा या दाना सेल गतिविधि उत्तेजक प्रासंगिक सीखने को बाधित.

समझने के लिए क्यों यह हो सकता, शोधकर्ताओं ने प्रयोगों की एक और श्रृंखला प्रदर्शन, microelectrodes का उपयोग कर हिप्पोकैम्पस ऊतक के स्लाइस में न्यूरॉन्स की गतिविधियों को रिकॉर्ड करने के लिए. इन प्रयोगों से पता चला है कि दाना कोशिकाओं के optogenetic उत्तेजना पड़ोसी इन्तेर्नयूरोंस में एक मजबूत प्रतिक्रिया पैदा करता है, जो निरोधात्मक न्यूरोट्रांसमीटर रिलीज गाबा.

इस प्रकार, दाना कोशिकाओं की फायरिंग निरोधात्मक interneurons ओर जाता है, जो आसन्न दाना कोशिकाओं गीला हो जाना और उन्हें पहनावा में प्रवेश करने से रोकने के. इस तरह, इन्तेर्नयूरोंस संख्या और दाना एन्कोडिंग यादों में शामिल कोशिकाओं का वितरण विनियमन द्वारा नवगठित यादों को स्थिर करने के लिए दिखाई देते हैं. सक्रिय या यादृच्छिक दाना कोशिकाओं मुंह बंद करने के लिए इस प्रक्रिया विचलित कर देता है और दाना कोशिकाओं की संख्या बदल, नई यादों अस्थिर कर सकता है जो.

"इस अध्ययन में, हम स्मृति का एक सरल रूप में इस्तेमाल किया, एक स्थानिक संदर्भ की स्मृति, लेकिन चुनौती अध्ययन कर रहा है कि कैसे और अधिक जटिल अनुभवों को याद कर रहे हैं, और कैसे मस्तिष्क कई अनुभवों के भंडारण के साथ सौदों,"मेंडेज़ कहते हैं. "इन सवालों को समझने मस्तिष्क की भंडारण क्षमता की सीमा को समझने के लिए हमें मदद कर सकता है।"

संदर्भ

Stefanelli, टी, और अन्य. (2016). हिप्पोकैम्पस Somatostatin इन्तेर्नयूरोंस नियंत्रण Neuronal मेमोरी ensembles के आकार. न्यूरॉन, 89: 1-12. DOI: 10.1016/j.neuron.2016.01.024 [सार]

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