Aivoalueilla voi ReWire itse
Tübingenin tutkijat ovat ensimmäistä kertaa osoittaneet, että laajalle hajautettujen verkkojen hermoja aivoissa voi periaatteessa järjestää uudelleen tarpeen mukaan.
Tutkijat Max Planck Institute for Biological Cybernetics on ensimmäisen kerran näytetään kokeellisen stimulaatio hermosolujen hippokampuksessa, että aktiivisuus suuri aivojen alueilla voidaan muuttaa pitkällä aikavälillä. Yhdistämällä toiminnallista magneettikuvausta mikro stimulaation ja elektrofysiologia kykenisikin kuinka suuret populaatiot hermosolujen etuaivojen rottien remesh. Tämä aivojen alue on aktiivinen, kun muistamme jotain tai suuntaamaan itse. Oivalluksia sai täällä edustavat ensimmäistä kokeellista näyttöä siitä, että suuri osa aivojen muutoksen oppimisessa prosessit tapahtuvat. (Current Biology, 10. 2009 maaliskuussa)
Tutkijat kutsuvat synapsien, hermosolujen tai koko aivoalueen ominaisuutta muuttumaan niiden käytöstä riippuen, hermosolujen plastilisuudesta. Se on perusmenetelmä oppimis- ja muistiprosesseille. Hebbin oppimissääntö (1949) selittää tämän ilmiön hermosoluissa, joissa on tavallisia synapsia: Jos hermosolu A herättää hermosolua B toistuvasti ja toistuvasti psykologin Donald Olding Hebbin postulaation mukaan synapsi muuttuu siten, että signaalin siirto tehostuu , Tämä lisää vastaanottajaneuronin membraanipotentiaalia. Tätä oppimisprosessia, joka voi kestää muutamasta minuutista elämään, on tutkittu intensiivisesti hippokampuksessa.
Siitä lähtien suuri joukko tutkimuksia on osoittanut, että hippokampuksella on tärkeä merkitys eläinten ja ihmisten muistiin ja alueelliseen suuntautumiseen. Aivokuoren tapaan hippokampus koostuu miljoonista hermosoluista, jotka on kytketty synapsien kautta. Hermosolut kommunikoivat keskenään ns. "Toimintapotentiaalien" avulla: sähköiset impulssit, jotka siirretään lähettimestä vastaanottosolulle. Jos nämä toimintapotentiaalit esiintyvät useammin tai nopeammin tai paremmin koordinoituina, sitä voidaan käyttää vahvistamaan solujen välistä signaalin siirtoa, ns. Pitkäaikaista potensointia (LTP - long-term potentiation).
tulossa: Signaalin siirtoa vahvistetaan sitten pysyvästi. Tämän vahvistamisen mekanismia pidetään oppimisen perustana.
Vaikka hippokampuksen sisällä tapahtuvan pitkäaikaisen voimistamisen vaikutukset ovat olleet tiedossa jo pitkään, on tähän mennessä ollut epäselvää, kuinka synaptiset muutokset tässä rakenteessa voivat vaikuttaa kokonaisten hermosoluverkkojen, esimerkiksi kortikaaliverkkojen, aktiivisuuteen hippokampuksen ulkopuolella. Max Planckin biologisen kybernetiikan instituutin johtajan Nikos Logothetisin ympärillä olevat tutkijat ovat nyt tutkineet tätä systemaattisesti ensimmäistä kertaa. Erityistä heidän tutkinnassaan on yhdistelmä erilaisia menetelmiä: Vaikka magneettikuvausmittari antaa kuvan aivojen verenvirtauksesta ja on sen vuoksi epäsuora mittaus suurten hermoverkkojen aktiivisuudesta, aivojen elektrodit mittaavat suoraan toimintapotentiaalia ja siten hermon johtavuuden voimakkuutta. Osoitettiin, että näin syntynyt stimulaation siirtyminen säilyi kokeellisen stimulaation jälkeen. "Olemme kyenneet osoittamaan hermoverkkojen pitkäaikaisen uudelleenorganisoinnin synapsien muuttuneen toiminnan vuoksi", sanoi Dr. Santiagon kanavat. Muutokset heijastuivat parempaan puoliskon väliseen viestintään ja limbaalisen järjestelmän ja aivokuoren yhteyksien lisääntymiseen. Vaikka aivokuori vastaa muun muassa aistien havainnoista ja liikkeistä, limbinen järjestelmä prosessoi tunteita ja vastaa yhdessä ajon käyttäytymisen kehittämisestä.
alkuperäinen julkaisu
Santiago Canals, Michael Beyerlein, Hellmut Merkle & Nikos K.Logothetis: Toiminnallinen MRI-näyttö LTP: n aiheuttamaan hermoverkon uudelleenorganisointiin. Nykyinen biologia (2009), doi: 10.1016 / j.cub.2009.01.037
Lähde: Tübingen [mpg]
