Regionai smegenų gali elekrifikuoti save
Tübingen mokslininkai pirmą kartą įrodė, kad plačiai platinamas tinklus nervų smegenyse gali iš esmės reorganizuoti, kaip reikalaujama.
Mokslininkai iš Max Planck instituto biologijos kibernetikos turi pirmą kartą šou iki eksperimentinės stimuliacija nervų ląstelių hipokampe, kad didelių smegenų sričių veikla gali būti pakeistas per ilgą laiką. Per funkcinio magnetinio rezonanso su mikro stimuliacijos ir elektrofiziologinėms kartu galėjome stebėti, kaip didelis populiacijas nervines ląsteles į žiurkių remesh Priekšnojauta. Ši smegenų sritis, yra aktyvus, kai mes prisimename kažką ar orientuotis. Čia sukaupta įžvalgos atstovauti pirmasis eksperimentinis įrodymų, kad didelė dalis smegenų pokyčių, kai mokymosi procesai vyksta. (Dabartinis Biologija, 10. 2009 kovas)
Mokslininkai vadina sinapsių, nervų ląstelių ar ištisų smegenų sričių savybę keistis priklausomai nuo jų naudojimo neuronų plastiškumo. Tai elementarus mokymosi ir atminties procesų mechanizmas. Hebb mokymosi taisyklė (1949) jau paaiškina šį reiškinį neuronų tinkluose su bendromis sinapsėmis: jei nervinė ląstelė A nuolat ir pakartotinai stimuliuoja nervinę ląstelę B, pagal psichologo Donaldo Oldingo Hebbo postulatą, sinapsė pakeičiama tokiu būdu. taip, kad signalo perdavimas taptų efektyvesnis. Tai padidina membranos potencialą recipiento neurone. Šis mokymosi procesas, kuris gali trukti nuo kelių minučių iki viso gyvenimo, buvo intensyviai tyrinėjamas hipokampe.
Nuo to laiko daugybė tyrimų parodė, kad hipokampas yra svarbus gyvūnų ir žmonių atminčiai ir erdvinei orientacijai. Kaip ir smegenų žievė, hipokampas susideda iš milijonų neuronų, sujungtų sinapsėmis. Nervinės ląstelės bendrauja viena su kita per vadinamuosius „veiksmo potencialus“: elektrinius impulsus, kurie perduodami iš siuntėjo į ląstelę gavėją. Jei šie veikimo potencialai atsiranda dažniau, greičiau ar geriau koordinuotai, signalo perdavimas tarp ląstelių gali būti sustiprintas, vadinamasis ilgalaikis potencija (LTP – ilgalaikis potencija).
ateiti: tada signalo perdavimas nuolat sustiprinamas. Šio pastiprinimo mechanizmas laikomas mokymosi pagrindu.
Nors ilgalaikio stiprinimo poveikis hipokampe buvo žinomas ilgą laiką, anksčiau buvo neaišku, kaip sinaptiniai šios struktūros pokyčiai gali paveikti ištisų neuronų tinklų, tokių kaip žievės tinklai, veiklą už hipokampo ribų. Maxo Plancko biologinės kibernetikos instituto direktoriaus Nikos Logothetis vadovaujami mokslininkai pirmą kartą sistemingai tai ištyrė. Ypatingas jų tyrimas yra skirtingų metodų derinys: nors magnetinio rezonanso tomografas suteikia smegenų kraujotakos vaizdus ir todėl yra netiesioginis didelių nervų tinklų veiklos matas, o smegenyse esantys elektrodai tiesiogiai matuoja veikimo potencialą. taigi ir nervo laidumo stiprumas. Buvo parodyta, kad po eksperimentinės stimuliacijos tokiu būdu sukurtas stimulo perdavimo padidėjimas išliko. "Mes galėjome parodyti ilgalaikę neuroninių tinklų reorganizaciją dėl pasikeitusio sinapsių aktyvumo", - sakė dr. Santjago kanalai. Pokyčius atspindėjo geresnis pusrutulių ryšys ir limbinės sistemos bei smegenų žievės grandinės stiprinimas. Nors smegenų žievė yra atsakinga už jutiminį suvokimą ir judėjimą, be kita ko, limbinė sistema apdoroja emocijas ir kartu yra atsakinga už vairuojančio elgesio vystymąsi.
originalus leidinys
Santiago Canals, Michael Beyerlein, Hellmut Merkle ir Nikos K. Logothetis: Funkciniai MRT įrodymai dėl LTP sukelto neuronų tinklo pertvarkymo. Current Biology (2009), doi: 10.1016/j.cub.2009.01.037
Šaltinis: Tiubingenas [ mpg ]
