ძალიან ბევრი ნეირონები ნაყარი მეხსიერება

Too Many Neurons Spoil the Memory

ახალი კვლევა ცხადყოფს, ფიჭური მექანიზმები, რომელიც მეხსიერების კოდირების ნეირონული ქსელების წარმოშობა


პროგრამირება Guardian.co.ukამ სტატიაში სათაურით “ძალიან ბევრი ნეირონების გააფუჭებს მეხსიერება” დაიწერა Mo Costandi, for theguardian.com პარასკევს 12 თებერვალს 2016 15.15 UTC

მითხარით, სადაც არენაზე აზრები, დავიწყებული სანამ შენ მოვუწოდებთ მათ მეოთხე? მითხარით, სადაც არენაზე სიხარული ძველი, და სადაც უძველესი უყვარს, და როდესაც ისინი განახლებას ერთხელ, და ღამის ჩაბარდა წარსულში, რომ მე შეიძლება კვეთენ დროისა და სივრცის შორს დისტანციური, და მოუტანს კომფორტულ შევიდა წინამდებარე მწუხარება და ღამის ტკივილი? ვიდრე ხუალ, O აზრის? თუ რა დისტანციური მიწის შენი ფრენის? თუ შენ returnest მოცემულ მომენტში სენია, გნებავს მოუტანს შეუქმნის შენი ფრთები, და ნამი და თაფლი და ბალზამი, ან შხამი უდაბნოში wilds, ეხლა თვალში envier?

თავის ეპიკურ პოემა, Visions ქალიშვილები Albion, უილიამ ბლეიკი აინტერესებს, ბუნების მეხსიერება, მისი უნარი გონებრივად ტრანსპორტირება ჩვენს შორეულ ჯერ და ადგილები, და ძლიერი ემოციები, დადებითი და უარყოფითი, რომ ჩვენი მოგონებები შეიძლება რეზონანსი. ლექსი შეიცავს კითხვებს, რომ რჩება უაღრესად შესაბამისი დღეს, როგორიცაა, თუ რა ხდება ჩვენს დიდი ხნის დაკარგული მოგონებები, და როგორ უნდა ვიღებ მათ?

მეტი, ვიდრე ორი საუკუნის შემდეგ, მექანიზმები მეხსიერება შენახვისა და საძიებო ყველაზე ინტენსიურად სწავლობდა მოვლენების ტვინის მეცნიერებათა. ეს ფართოდ სჯეროდა, რომ მეხსიერების ფორმირება გულისხმობს გაძლიერების შორის კავშირები მეჩხერად განაწილებული ქსელების ნეირონების ტვინის სტრუქტურა მოუწოდა hippocampus, და რომ მომდევნო კითხვის მოიცავს რეაქტივაცია იგივე ნეირონთა ანსამბლების. და მაინც, neuroscientists კვლავ ბრძოლა პასუხის გაცემა ბლეიკის კითხვები აუცილებლად.

ახლა, გუნდი მკვლევარები უნივერსიტეტის ჟენევის კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი წინასწარ ჩვენი გაგება ნერვული მექანიზმები უდევს მეხსიერების ფორმირება. გამოყენება სახელმწიფო- of-the- ხელოვნების მეთოდი ეწოდება optogenetics, კარგად ჩანს, როგორ ნეირონთა ანსამბლების რომ encode მოგონებები დააღწევს, აშკარაა, რომ ანსამბლები შეიცავს ძალიან ბევრი ნეირონების - ან ძალიან ცოტა - მეხსიერების დაქვეითების მოძიება.

optogenetics არის ძალიან ძლიერი ტექნიკა, რომელიც მოიცავს შემოღების algal ცილები მოუწოდა channelrhodopsins (chrs) შევიდა ნეირონების. ეს უწევს საკნები მგრძნობიარეა სინათლის, ისეთი, რომ განსაზღვრული ჯგუფების მათგანი შეიძლება ჩართული ან გამორთული, გამოყენებით pulses ლაზერული სინათლის მიწოდება ტვინის მეშვეობით ოპტიკური ბოჭკოები, წლის უვადოდ მილიწამებში.

ბოლო წლებში, მკვლევარებმა გამოიყენება optogenetics წარწერა ჰიპოკამპის ნეირონების რომ გააქტიურდნენ დროს მეხსიერების ფორმირება თაგვის ტვინის, და მანიპულირება შეაფასა ანსამბლები სხვადასხვა გზები. ამგვარად, მათ შეუძლიათ ხელახლა იგივე ანსამბლები გამოიწვიოს მეხსიერების მოძიება; გადართვის გააჩნია მოგონებები და off; კონვერტირება უარყოფითი მოგონებები შევიდა დადებითი მიიჩნიეს, ან პირიქით; და კიდევ საბავშვო მთლიანად ცრუ მოგონებები შევიდა ტვინი თაგვების.

ახალი კვლევის, რომელსაც Pablo Mendez და გვიან დომინიკ Muller, ტრაგიკულად გარდაიცვალა მოსრიალე შემთხვევის აპრილში, გასული წლის, აშენებს ამ ადრე მუშაობა. მათ შექმნეს გენეტიკურად ტექნოლოგიით მაუსები გამოხატავს Chr in გრანულების უჯრედების ერთ მხარეს ტვინის, იმ dentate რეგიონში ჰიპოკამპის. Granule საკნები პრინციპი ნეირონების ამ რეგიონში ჰიპოკამპის, რომლებიც ფიქრობენ, რომ იყოს კრიტიკული ჰიპოკამპის ფუნქციები, როგორიცაა მეხსიერება და სივრცის ნავიგაცია. ისინი განთავსებული ცხოველები შევიდა დიდი გალიები, რომელიც საშუალებას ზოგიერთი მათგანი შეისწავლონ მათი ახალ გარემოში. ამასობაში, ისინი optogenetically გააქტიურებული შემთხვევითი გრანულების უჯრედების ზოგიერთი მაუსები, მაგრამ არა სხვები.

ჰიპოკამპის გრანულების უჯრედები Channelrhodopsin (წითელი).
ჰიპოკამპის გრანულების უჯრედები Channelrhodopsin (წითელი). Image: Pablo Mendez

როდესაც ისინი იკვეთება და შეისწავლა ცხოველები ტვინი 45 წუთში, მკვლევარებმა აღმოაჩინეს, სივრცის მოპოვებისა გამოიწვია საქმიანობის ანსამბლები ჰიპოკამპის ნეირონების, როგორც განსაზღვრული დონის cFos, ე.წ. "დაუყოვნებლივ დასაწყისში გენი, რომელიც ჩართვისას სწრაფად, როდესაც ნეირონების დაიწყება ცეცხლი. მთავარია, მაუსები უფლება აქვთ შეისწავლონ მათი გალიები ჰქონდა უმაღლესი ნომრები cFos-გამოხატავს გრანულების საკნები, ვიდრე იმ დარჩა მათი მთავარი გალიები ხანგრძლივობა ექსპერიმენტი, და ის, რომ მიიღო optogenetic სტიმულირების დროს საძიებო ჰქონდა მნიშვნელოვნად უმაღლესი ნომრები cFosდადებითი ნეირონების ვიდრე ის, რომ არ.

ეს აჩვენა, რომ სივრცის მოპოვებისა იწვევს საქმიანობის ანსამბლების dentate გრანულების საკნები, და რომ შემთხვევით შეცვლის საქმიანობა ამ ქსელების optogenetic სტიმულირების ზრდის ზომა ანსამბლების, ან რაოდენობის უჯრედები მათ.

მაგრამ ჯერ მანიპულირების ზომა ანსამბლები აქვს რაიმე ზეგავლენა ქცევა? აღმოჩენა, Mendez და მისი კოლეგები განთავსებული მაუსები გამოხატავს Chr მათი hippocampi სხვა გალიაში, და მისცა მათ რამდენიმე მსუბუქი ელექტრო შოკი. განმეორება ამ მკურნალობის, მაუსები სწრაფად ვისწავლოთ შიში გალიაში, და სწრაფად გაყინვას როდესაც დაბრუნდა შევიდა, მაშინაც კი, როდესაც ისინი არ არიან უფრო მეტი შოკი.

ამჯერად, მკვლევარები optogenetically სტიმულირება შემთხვევითი გრანულების უჯრედების ზოგიერთი მაუსები, მაგრამ არა სხვები, ტრენინგის დროს, იმისათვის, რომ გაიზარდოს ზომა ნეირონთა ანსამბლი, რომელშიც კოდირებულია გააჩნია მეხსიერება. ეს მაუსები გამოფენილი ნაკლებად გაყინვა საქციელი, როდესაც დაბრუნდა იგივე გალიაში ვიდრე სხვები, რომლებიც არ მიუღია სტიმულირების. მაგრამ სტიმულირების ასევე ხელოვნურად შიში მოგონებები, ისეთი, რომ ცხოველები ამყოფებდნენ მდე სხვა სიტუაციებში, ძალიან.

ინჰიბირება შემთხვევითი გრანულების საკნებში იგივე ეფექტი, მიუთითებს, რომ მხოლოდ შეცვლის რაოდენობის ნეირონების ანსამბლის ჩარევა ცხოველები უნარი გავიხსენოთ გააჩნია მოგონებები. ეს დასკვნები შეესაბამება იმ ადრე სასწავლო, რომელიც ასევე აჩვენა, რომ ინჰიბირებით და სტიმულირების გრანულების უჯრედების აქტივობა არღვევს შინაარსობრივ სასწავლო.

მესმის, რატომ ეს შეიძლება იყოს, მკვლევარებმა ეჭვის მეორე რიგი ექსპერიმენტები, გამოყენებით microelectrodes ჩაწერას საქმიანობის ნეირონების ნაჭერი ჰიპოკამპის ქსოვილის. ამ ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ optogenetic სტიმულირების გრანულების საკნები აწარმოებს ძლიერი პასუხი მეზობელი interneurons, რომელიც გაათავისუფლებს დამთრგუნველი neurotransmitter GABA.

ამდენად, სროლის გრანულების უჯრედები იწვევს დამთრგუნველ interneurons, რომელიც მიზნად ისახავს მიმდებარე გრანულების საკნები და თავიდან მათ შესვლის ანსამბლი. ამგვარად, interneurons გამოჩნდება სტაბილიზაციას ახლად ჩამოყალიბებული მოგონებები მარეგულირებელი ნომერი და განაწილების გრანულების საკნები ჩართული კოდირების მოგონებები. გააქტიურება და გაჩუმებას შემთხვევითი გრანულების უჯრედები ხელს უშლის ამ პროცესს და ცვლის ნომერი გრანულების საკნები, რომლებიც შესაძლოა ახალი მოგონებები არასტაბილური.

"ამ სასწავლო, ჩვენ გამოიყენება მარტივი ფორმა მეხსიერება, მეხსიერების სივრცის კონტექსტში, მაგრამ გამოწვევა სწავლობს, თუ როგორ უფრო რთული გამოცდილება მეხსიერებაში, და ტვინის ეხება შენახვის მრავალჯერადი გამოცდილება,"ამბობს Mendez. "გააზრება ამ კითხვებზე დაგვეხმარება გავიგოთ ლიმიტები ტვინის შენახვის მოცულობა."

Reference

Stefanelli, T., et al. (2016). ჰიპოკამპის სომატოსტატინი interneurons კონტროლი ზომა ნეირონული Memory ანსამბლები. ნეირონ, 89: 1-12. DOI: 10.1016/j.neuron.2016.01.024 [აბსტრაქტული]

guardian.co.uk © Guardian News & Media Limited 2010