Тым көп Нейрондар Memory еркелетіңіз

Too Many Neurons Spoil the Memory

Жаңа зерттеу жад-кодтау нейрон желілерін пайда, ол арқылы ұялы тетіктерін ашады


Guardian.co.uk арқылы PoweredАтты Бұл мақала “Тым көп нейрондар жады қиратса” Мо Costandi жазылған, theguardian.com Жұма 12 ақпанда үшін 2016 15.15 ДҮНИЕЖҮЗІЛІК ҮЙЛЕСТІРІЛГЕН УАҚЫТ

қайда ой тұрғандары мені айтып, Сен оларды төртінші қоңырау дейін ұмытылмайды? онда Ескі қуаныш тұрғандары мені айтып, және онда ежелгі көреді, Және қашан олар қайтадан жаңартады, және Кешірім өткен түні, Мен алыс қашықтан рет және бос қиып мүмкін деп, және осы қайғы мұңға бір түн ішіне рахаттандырады алып? Қайда goest сен, O ой? қашықтан қандай жер үшін сенің рейс? Сен мұңды Қазіргі кезде returnest Егер, Сен сенің қанаты туралы Жайлылық әкеледі ба, dews мен бал және бальзам және, Немесе улы шөлді Wilds бастап, envier көзінен?

Оның эпикалық поэмасы, Альбион Қыздарым Пайымын, Уильям Блейк еске табиғаты туралы кереметтер, ойша сонау уақытта және орында бізге тасымалдауға қабілеті, және күшті эмоциялар, оң және теріс, Біздің естеліктерімен тудыруы мүмкін екенін. поэмасы бүгінде жоғары орынды қалады сұрақтар бар, Мысалы, біздің ұзақ жоғалған естеліктер не болды ретінде, және қалай біз оларды шығарып алуға келмейді?

Ден астам екі ғасыр өткен соң, жад сақтау және шығарып алу механизмдері ми ғылымдарының құбылыстарды ең қарқынды оқытылады. Ол кеңінен жад қалыптастыру миына құрылымында нейрондардың аз таратылған желілер арасындағы байланыстарды нығайту гиппокамп деп аталатын қамтиды деп сенген жатыр, және одан кейінгі іздеу сол нейрондық ансамбльдер қалпына көздейтініне. Ал әлі, нейрофизиолога әлі сөзсіз Блейк сауалдарына жауап береді күрес.

қазір, жад қалыптастыру негізінде жатқан жүйке тетіктерін түсінуге қатысты тағы бір маңызды авансты Женева университетінде зерттеушілердің командасын жасады. optogenetics деп аталатын мемлекеттік-заманауи әдісін пайдалану, олар естеліктері кодтау нейрон ансамбльдер пайда қалай көрсету, немесе тым аз - - жад шығарып нашарлатады тым көп нейрондарды бар ансамбльдер деп анықтау.

optogenetics channelrhodopsins деп аталатын гүлдену ақуыздарды енгізуді көздейді өте қуатты техникасы (ChRs) нейрондардың ішіне. Бұл жарық жасушалар сезімтал көрсетеді, Олардың көрсетілген топтар бойынша немесе өшірулі болуы мүмкін, мұндай, оптикалық талшықтарды арқылы мидың жеткізілген лазерлік жарық серпін пайдаланып, on a timescale of milliseconds.

In recent years, researchers have used optogenetics to label hippocampal neurons that become active during memory formation in the mouse brain, and to manipulate the labelled ensembles in various ways. Сөйтіп, they can reactivate the same ensembles to induce memory retrieval; switch fearful memories on or off; convert negative memories into positive ones, or vice versa; and even implant entirely false memories into the brains of mice.

The new research, led by Pablo Mendez and the late Dominique Muller, who tragically died in a gliding accident in April of last year, builds on this earlier work. They created genetically engineered mice expressing ChR in granule cells on one side of the brain, ішінде dentate region of the hippocampus. Granule cells are the principle neurons in this region of the hippocampus, which are thought to be critical for hippocampal functions such as memory and spatial navigation. They placed the animals into large cages, allowing some of them to explore their new environment. Сонымен қатар, they optogenetically activated random granule cells in some of the mice, but not others.

Hippocampal granule cells expressing Channelrhodopsin (in red).
Hippocampal granule cells expressing Channelrhodopsin (in red). бейне: Pablo Mendez

When they dissected and examined the animals’ brains 45 minutes later, the researchers found spatial exploration evoked activity in ensembles of hippocampal neurons, as determined by levels of cFos, a so-called ‘immediate early’ gene that is switched on quickly when neurons start to fire. маңыздысы, mice allowed to explore their cages had higher numbers of cFos-expressing granule cells than those left in their home cages for the duration of the experiment, and those that received optogenetic stimulation during the exploration had significantly higher numbers of cFos–positive neurons than those that did not.

This showed that spatial exploration evokes activity in ensembles of dentate granule cells, and that randomly altering the activity of these networks with optogenetic stimulation increases the size of the ensembles, or the number of cells within them.

But does manipulating the size of the ensembles have any effect on behaviour? To find out, Mendez and his colleagues placed mice expressing ChR in their hippocampi into another cage, and gave them several mild electric shocks. With repetition of this treatment, the mice quickly learn to fear the cage, and quickly freeze up when returned into it, even when they are not given more shocks.

Бұл жолы, the researchers optogenetically stimulated random granule cells in some of the mice, but not others, during the training, in order to increase the size of the neuronal ensemble that encodes the fearful memory. These mice exhibited less freezing behaviour when returned to the same cage than others who received no stimulation. But the stimulation also created artificial fear memories, such that the animals froze up in other situations, де.

Inhibition of random granule cells had the same effect, suggesting that merely altering the number of neurons in the ensemble interfered with the animals’ ability to recall the fearful memories. These findings are consistent with those of an earlier study, which also showed that inhibiting or stimulating granule cell activity impairs contextual learning.

To understand why this might be, the researchers performed another series of experiments, using microelectrodes to record the activity of neurons in slices of hippocampal tissue. These experiments showed that optogenetic stimulation of granule cells produces a robust response in neighbouring interneurons, which release the inhibitory neurotransmitter GABA.

осылайша, the firing of granule cells leads inhibitory interneurons, which dampen adjacent granule cells and prevent them from entering the ensemble. Сөйтіп, interneurons appear to stabilize newly-formed memories by regulating the number and distribution of granule cells involved in encoding memories. Activating or silencing random granule cells upsets this process and alters the number of granule cells, which may make the new memories unstable.

“In this study, we used a simple form of memory, the memory of a spatial context, but the challenge is studying how more complex experiences are memorized, and how the brain deals with the storage of multiple experiences,” says Mendez. “Understanding these questions could help us to understand the limits of the brain’s storage capacity.”

анықтамалық

Stefanelli, T., т.б. (2016). Hippocampal Somatostatin Interneurons Control the Size of Neuronal Memory Ensembles. нейрон, 89: 1-12. DOI: 10.1016/j.neuron.2016.01.024 [дерексіз]

Guardian Жаңалықтар © guardian.co.uk & БАҚ Limited 2010