Forscher identifizieren versteckte Gehirn Signale hinter Arbeitsspeicher

Was eine bestimmte Art von Gehirn-Muster länger, verbessert das Kurzzeitgedächtnis in Ratten, eine neue Studie findet.

Online veröffentlicht in der Fachzeitschrift Science on June 14, die Studie behandelt „Arbeitsspeicher“,“ die temporäre Aktivierung der Gehirnzellen, die so geschieht, wie wir durch eine neue Nachbarschaft, zum Beispiel, und daran erinnern, unsere Weg, um später an diesem Tag.

Geführt durch Forscher an der NYU School of Medicine, die neue Studie findet, dass die Signale erstellt von Gehirnzellen (Neuronen) – genannt sharp wave-ripples—sind mehr durch zig Millisekunden und die Erfassung von mehr Daten, wenn ein Tier das lernen über eine neue Stelle, als wenn in einer vertrauten Einstellung.

Wenn das Forscherteam künstlich verdoppelt die Länge der Signale beteiligten im Gedächtnis der besten route durch ein Labyrinth, die Ratten mit längeren Wellen wurden gefunden, um 10-15 Prozent besser bei der Suche eine zuckerhaltige Belohnung, als Ratten ohne manipulation.

„Unsere Studie ist die erste in unserem Bereich, die aus künstlichen Veränderungen auf die intrinsische neuronale impulsmuster in der Hirnregion namens hippocampus, die erhöht die Fähigkeit zu lernen, anstatt sich mit es wie die bisherigen versuche“, sagt György Buzsáki, MD, Ph. D., der Biggs Professor in der Abteilung für Neurowissenschaften und Physiologie an der NYU School of Medicine. „Nach Jahrzehnten der Studie, die wir endlich verstehen, das Gehirn von Säugetieren gut genug, um zu ändern, einige seiner Mechanismen in einer Weise, die möglicherweise Grundlage für die Entwicklung von zukünftigen Therapien für Krankheiten, die sich auf die Erinnerung.“

Die Ergebnisse der Studie drehen sich um Nervenzellen, die „Feuer—oder bringen Sie über schnelle Schwankungen in der balance von positiven und negativen Ladungen—zur übertragung von elektrischen Signalen, die Koordinaten-Erinnerungen. Buzsáki das team in den letzten Jahren entdeckt, dass Gruppen von Neuronen feuern innerhalb von Millisekunden von einander in rhythmischen Zyklen—erstellen von eng zusammenhängenden Sequenzen von Signalen, die codieren kann komplexe Informationen.

Das beobachtete Muster—wo hippokampalen Zellen in den verschiedenen teilen der Schaltung Feuer zusammen kurz—schafft „sharp wave ripples“.“ Die Muster sind benannt nach Ihrer Form, wenn Sie erfasst, grafisch durch Elektro-encephalography oder EEG, eine Technologie, die Aufzeichnungen der Hirnaktivität mit Elektroden.

Buzsáki, sagt der Wellen repräsentieren die ‚Wiedergabe‘ und die Kombination von Fragmenten der erlernten Informationen, ein Teil des Prozesses, webt Sie in ein Tier-memory.

Innerhalb der Ripple

In der aktuellen Studie, das team Experimente, so dass die richtige route zu bekommen zuckerhaltige Wasser abwechselnd zwischen der linken und rechten Arme ein Labyrinth jedes mal, wenn eine Ratte war, die in Sie. Erhalten Sie Ihren Lohn, mussten die Ratten zum Einsatz, die Erinnerung, erinnern, welchen Weg Sie gegangen war, auf der vorherigen Studie, und wählen den entgegengesetzten Weg das nächste mal.

Studien in den letzten Jahren in vielen Labors haben festgestellt, dass der Hippocampus „ortszellen“ encode jedem Zimmer oder jeder arm ein Labyrinth, wenn das eingegeben wurde, und dann wieder Feuer, wie Ratten oder Menschen, denken Sie daran, dorthin zu gehen, oder planen Sie, noch einmal dorthin zu gehen. Die Autoren der Studie erfasst das abfeuern von Platz-Zellen als eine Ratte durchgeführt, die Gedächtnis-Aufgabe, die in das Labyrinth, und sagte Voraus, die route genommen, wie Sie sich in der Zelle feuern Reihenfolge erfasst in jeder sharp wave-ripple.

Künstlich die doppelte Dauer nur die Wellen aus, die von Rattenhirn-Zellen während der task-driven-navigation, die Forscher entwickelt hippokampalen Zellen sind light-sensitive Kanäle. Strahlendes Licht durch winzige Glasfasern aktivierten Nervenzellen, mehr Neuronen, zu der natürlich vorkommenden Sequenz, wodurch die Kodierung detail Labyrinth-Darstellung.

Wichtig ist, die Studie fand auch, dass die längeren Wellen aktiviert langsamer feuernden Neuronen rekrutiert werden, die in den Sequenzen. Die Autoren “ die letzten Studien hatten gezeigt, diese träge Neuronen besser, ändern Ihre Eigenschaften (mehr Plastik) als etwas neues gelernt.

Im Gegensatz dazu, schneller feuern Partnern in eine Welle eher beginnen der Sequenz, unabhängig davon, welchen Weg die Ratte nahm. Buzsáki s team baut den Fall, dass eine solche „starr“ Neuronen verallgemeinern über Erfahrungen, die Codierung der vertrauten (statt neuen) Aspekte der jeweils neu begegnet Lage.