Atmiņu uzlaboja smadzeņu šūnu konkurence

Jauns pētījums parāda, ka konkurence starp šūnām uzlabo atmiņas ķēdes smadzenēs.

Secinājumi, kas publicēti 2005 Neirons, palīdzēs meklēt neiroloģisku traucējumu cēloņus, piemēram, Alcheimera slimību, autismu un šizofrēniju.

"Liela daļa mūsu izpratnes par smadzeņu elektroinstalāciju ir radusies, pētot mūsu maņu un kustību sistēmas, bet daudz mazāk tiek saprasts par mehānismiem, kas organizē neironu ķēdes, kas saistītas ar augstākām smadzeņu funkcijām, piemēram, mācīšanos un atmiņu," sacīja vecākais autors Hisashi Umemori, MD , Ph.D.

Smadzeņu šūnas aug un izplešas pa ceļiem, lai savienotu dažādas smadzeņu daļas, sacīja Umemori. Kad smadzenes attīstās, šie savienojumi sevi noskaņo un kļūst efektīvāki. Problēmas ar šo pilnveidošanas procesu var būt atbildīgas par dažiem neiroloģiskiem traucējumiem.

"Mēs vēlējāmies uzzināt, kā smadzeņu shēmas kļūst efektīvākas smadzeņu attīstības laikā," sacīja Umemori. "Vai smadzenes izvēlas saglabāt labus savienojumus un atbrīvoties no sliktiem, un, ja jā, tad kā?"

Lai pārbaudītu, kā nervu darbība organizē atmiņas ķēdes, pētnieki izmantoja peles, kas bija ģenētiski modificētas, lai interesējošos neironus varētu mērķtiecīgi izslēgt.

Zinātnieki pētīja saikni starp hipokampu, kam ir izšķiroša nozīme mācībās un atmiņā, un smadzeņu garozu, kas ir uztveres un izpratnes atslēga, kā arī citas kognitīvās funkcijas. Viņi deaktivizēja aptuveni 40 procentus savienojuma neironu un dažu dienu laikā vēroja, kā smadzenes novērš neaktīvos neironu savienojumus un uztur tikai aktīvos.

Turpmākā eksperimenta daļa parādīja, ka, ja visi neironi tika deaktivizēti, to savienojumi netika novērsti.

"Tas mums saka, ka smadzenēm ir veids, kā neironu grupas starpā pateikt, kuri savienojumi ir labāki nekā citi," sacīja Umemori. “Neironi konkurē viens ar otru. Tāpēc, kad viņi visi ir vienlīdz slikti, nevienu nevar novērst. "

Pētnieki arī apskatīja hipokampa daļu, ko sauc par dentate gyrus, kas ir tikai viena no divām smadzeņu jomām, kas turpina radīt jaunus neironus visas dzīves laikā. Šeit viņi atrada otru atšķirīgu konkurences veidu: jaundzimušās šūnas konkurēja ar nobriedušām šūnām, nevis konkurence notika starp nobriedušām šūnām.

Kad zinātnieki bloķēja dentate gyrus spēju radīt jaunas šūnas, eliminācija apstājās un smadzenes saglabāja esošās šūnas, pat ja tās tika deaktivizētas.

No tā izriet, ka efektīva mācīšanās un atmiņa rodas, kad smadzenes novērš sliktos savienojumus, skaidro Umemori.

Viņš piebilda: "Jo labāk mēs saprotam, kā darbojas šie mehānismi, jo labāk mēs varēsim saprast, kas notiek, kad tie nedarbojas."

Avots: Mičiganas universitāte