बर्याच न्यूरॉन्स मेमरी मौल्यवान वस्तू

Too Many Neurons Spoil the Memory

नवीन संशोधन स्मृती-एन्कोडिंग neuronal नेटवर्क दिसणे जे सेल्युलर यंत्रणा मिळतो


Guardian.co.uk द्वारा समर्थितशीर्षक हा लेख “बरेच न्यूरॉन्स स्मृती पाणी घालणे” मो Costandi यांनी लिहिले होते, theguardian.com शुक्रवारी 12 फेब्रुवारी रोजी 2016 15.15 यूटीसी

विचार राहतात जेथे मला सांग, तू त्यांना बाहेर कॉल पर्यंत विसरला? फार पूर्वी सुख राहतात जेथे मला सांग, आणि जेथे प्राचीन प्रेम, मग लोकांनी पुन्हा पुन्हा नूतनीकरण होईल तेव्हा, आणि विस्मरण गेल्या रात्री, मी खूप दूरस्थ वेळा आणि मोकळी जागा ओलांडणे, यासाठी की,, आणि एक उपस्थित दु: ख आणि वेदना रात्री Comforts घेऊन? चाललास तू कोठे, तू विचार? दूरस्थ तुमचा उड्डाण काय आहे,? तू दु: ख सध्याच्या क्षण करण्यासाठी returnest तर, तू पंख सुखसोई करणार आहेस, आणि dews आणि मध आणि उपशामक औषध देत, वाळवंटी wilds विष, envier डोळे पासून?

त्याच्या उच्च कविता, अल्बिओन स्त्रिया दृष्टान्त, विल्यम वर्डस्वर्थची स्मृती स्वरूपाविषयी चमत्कार, मानसिक आम्हाला दूर वेळा आणि ठिकाणी वाहतूक करण्यासाठी त्याच्या क्षमता, आणि शक्तिशाली भावना, सकारात्मक आणि नकारात्मक दोन्ही, आमच्या आठवणी जागृत करू शकता. कविता आज अत्यंत समर्पक राहतील की प्रश्न आहे, जसे की आमच्या लाँग गमवलेले आठवणी काय होते म्हणून, आणि आम्ही त्या कसे प्राप्त करू?

दोन पेक्षा जास्त शतके नंतर, स्मृती स्टोरेज आणि भरपाई यंत्रणा मेंदू विज्ञान सर्वात intensively अभ्यास घटना आहेत. तो मोठ्या प्रमाणावर hippocampus म्हणतात विश्वास आहे स्मृती निर्मिती मेंदू रचना न्यूरॉन्स sparsely वितरित नेटवर्क कनेक्शन बळकटीकरण यांचा समावेश आहे की, आणि त्यानंतर भरपाई त्याच neuronal ensembles च्या पुन: सक्रियतेकरिता यांचा समावेश आहे. आणि अद्याप, neuroscientists अजूनही निश्चितपणे ब्लेक च्या प्रश्नांची उत्तरे संघर्ष.

आता, जिनिव्हा विद्यापीठातील संशोधकांनी एक संघ स्मृती निर्मिती मूलभूत मज्जासंस्थेसंबंधीचा यंत्रणा आपली समज मध्ये आणखी एक महत्त्वपूर्ण आगाऊ केले आहे. optogenetics नावाची राज्य-ऑफ-द-आर्ट पद्धत वापरून, ते आठवणी एन्कोड की neuronal ensembles दिसणे कसे, किंवा खूप काही - - स्मृती भरपाई कमजोर करणे ensembles बर्याच न्यूरॉन्स असलेले उघड.

optogenetics channelrhodopsins म्हणतात ओळख algal प्रथिने यांचा समावेश आहे की एक अत्यंत शक्तिशाली तंत्र आहे (ChRs) न्यूरॉन्स मध्ये. हा प्रकाश अत्यंत संवेदनशील पेशी देते, अशा त्यांना विशिष्ट गट किंवा बंद केले जाऊ शकते, ऑप्टिकल फायबर द्वारे मेंदू पराभव लेसर प्रकाश डाळी वापरून, मिलिसेकंद एक timescale वर.

अलीकडच्या वर्षात, संशोधक माउस मेंदू मध्ये स्मृती निर्मिती दरम्यान कार्यरत झाले की hippocampal न्यूरॉन्स लेबल optogenetics वापरले आहेत, वेगवेगळ्या मार्गांनी लेबल ensembles हाताळू. या प्रकारे, ते त्याच ensembles पुन्हा सक्रिय करू शकता स्मृती भरपाई लावणे; चालू किंवा बंद भयंकर आठवणी स्विच; लगेच विषयावर मध्ये नकारात्मक आठवणी रूपांतर, किंवा उलट; आणि अगदी सत्ताधारी किंवा देखरेख ठेवणारी व्यक्ती हजर नसेल तेव्हा त्या व्यक्तीच्या हाताखालील व्यक्ती मन मानेल तसे वागतात च्या मेंदू मध्ये पूर्णपणे खोटे आठवणी इम्प्लांट.

नवीन संशोधन, पाब्लो Mendez आणि उशीरा Dominique म्युलर यांच्या नेतृत्वाखाली, करुणास्पदरीतीने कोण एक ग्लायडिंग अपघाती निधन एप्रिल गेल्या वर्षी मध्ये, या पूर्वीचे काम बिल्ड. ते मेंदूच्या एका बाजूला बारीक पेशी Chr व्यक्त जनुकीय तंत्रज्ञानाने सत्ताधारी किंवा देखरेख ठेवणारी व्यक्ती हजर नसेल तेव्हा त्या व्यक्तीच्या हाताखालील व्यक्ती मन मानेल तसे वागतात निर्माण, मध्ये dentate प्रदेश hippocampus च्या. बारीक पेशी hippocampus या प्रदेशात तत्त्व न्यूरॉन्स आहेत, जसे कि मेमरी आणि अवकाशीय नेव्हिगेशन hippocampal कार्ये गंभीर असल्याचे मानले जाते जे. ते मोठ्या पिंजर्यात मध्ये प्राणी ठेवलेल्या, त्यांच्या नवीन वातावरण अन्वेषण करण्यासाठी त्यांना काही परवानगी. दरम्यान, ते optogenetically सत्ताधारी किंवा देखरेख ठेवणारी व्यक्ती हजर नसेल तेव्हा त्या व्यक्तीच्या हाताखालील व्यक्ती मन मानेल तसे वागतात काही यादृच्छिक बारीक पेशी सक्रिय, पण इतर नाहीत.

Channelrhodopsin व्यक्त Hippocampal बारीक पेशी (लाल).
Channelrhodopsin व्यक्त Hippocampal बारीक पेशी (लाल). प्रतिमा: पाब्लो Mendez

ते विच्छिन्न आणि प्राणी 'मेंदूंचा तपासणी तेव्हा 45 मिनिटे नंतर, संशोधक hippocampal न्यूरॉन्स ensembles मध्ये अवकाशीय संशोधन evoked गतिविधी आढळली, पातळी निर्धारित cFos, एक तथाकथित 'तत्काळ लवकर न्यूरॉन्स फायर सुरू असताना पटकन चालू आहे की जनुकीय. महत्त्वाचे म्हणजे, त्यांच्या पिंजर्यात अन्वेषण करण्यासाठी परवानगी सत्ताधारी किंवा देखरेख ठेवणारी व्यक्ती हजर नसेल तेव्हा त्या व्यक्तीच्या हाताखालील व्यक्ती मन मानेल तसे वागतात उच्च संख्या होते cFos-प्रयोग कालावधी त्यांच्या घरी पिंजर्यात बाकी त्या पेक्षा बारीक पेशी व्यक्त, 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.

या वेळी, the researchers optogenetically stimulated random granule cells in some of the mice, पण इतर नाहीत, 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, खूप.

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.

अशा प्रकारे, the firing of granule cells leads inhibitory interneurons, which dampen adjacent granule cells and prevent them from entering the ensemble. या प्रकारे, 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.”

संदर्भ

Stefanelli, T., इत्यादी. (2016). Hippocampal Somatostatin Interneurons Control the Size of Neuronal Memory Ensembles. न्यूरॉन, 89: 1-12. doi: 10.1016/j.neuron.2016.01.024 [गोषवारा]

guardian.co.uk © पालक बातम्या & मीडिया लिमिटेड 2010