De Studie werpt nieuw licht bij het leren en geheugen-maakt af

Published on January 28, 2013 at 4:40 AM · No Comments

In experimenten op ratten die met uiterst kleine beschermende brillen worden uitgerust, zeggen de wetenschappers zij dat de van de de visieverwerking van de hersenen aanvankelijke van het centrum niet alleen relais visuele stimuli hebben geleerd, maar ook kunnen tijdintervallen „leren“ en specifiek vastgestelde verwachtingen van toekomstige beloningen tot stand brengen. Het onderzoek, door een team op de Universitaire School van Johns Hopkins van Geneeskunde en Massachusetts Institute of Technology, werpt nieuw licht op het leren en geheugen-maakt af, zeggen de onderzoekers, en konden helpen verklaren waarom de mensen met de ziekte van Alzheimer probleem herinnert recente gebeurtenissen hebben.

De Resultaten van de studie, in het dagboekNeuron, stellen voor dat de aanslutingen binnen de netwerken van de zenuwcel in het visie-verwerkend centrum door neurochemical acetylcholine (ACh) kunnen worden versterkt, die de hersenen worden verondersteld om af te scheiden nadat een beloning wordt ontvangen. Slechts worden de netwerken van de zenuwcel die onlangs door een flits van licht worden bevorderd die door de beschermende brillen wordt geleverd beïnvloed door ACh, die beurtelings die zenuwnetwerken toestaat om het visuele richtsnoer met de beloning te associëren. Omdat de hersenenstructuren hoogst in zoogdieren worden behouden, hebben de bevindingen die waarschijnlijk parallellen in mensen, zeggen zij.

„Wij hebben ontdekt dat de zenuwcellen in dit deel van de hersenen, de primaire visuele schors, schijnen moleculair geheugen kunnen ontwikkelen, dat ons helpen begrijpen hoe de dieren leren om veelbelovende resultaten te voorspellen,“ zegt Hussain Shuler, Ph.D., hulpprofessor van neurologie bij het Instituut voor Fundamentele Biomedische Wetenschappen op de Universitaire School van Johns Hopkins van Geneeskunde Opstel.

Om overleving te maximaliseren, moeten dierlijke hersenen herinneren welke richtsnoeren een positieve of negatieve gebeurtenis voorafgaan, die het dier toestaat om zijn gedrag te veranderen om beloningen te verhogen en ongelukken te verminderen. In de studie hopkins-MIT, streefden de onderzoekers naar duidelijkheid over hoe de hersenen visuele informatie met complexere informatie over tijd en beloning verbinden.

De het voorzitten theorie, Hussain Shuler zegt, veronderstelde dat deze aansluting op gebieden toegewijd aan verwerking „op hoog niveau“, zoals de frontale schors werd gemaakt, die belangrijk gekend om voor het leren en geheugen is te zijn. De primaire visuele schors scheen om informatie van de ogen en het „re-stuk“ eenvoudig te ontvangen de visuele wereld samen alvorens het aan besluitvormingsdelen van de hersenen voor te stellen.

Om het visie-beloning aansluting proces te controleren, paste het team ratten met speciale beschermende brillen die onderzoekersflits een licht vóór of hun linker of juist oog laten. De Dorstige ratten met beschermende brillen werden gegeven toegang tot een waterspuiten binnen een testende kamer. Toen zij het waterspuiten naderden, werd een kort visueel richtsnoer voorgesteld aan één oog.

Als het licht werd verzonden naar het linkeroog, zouden het waterspuiten een paar keer moeten worden gelikt alvorens het water aan de rat kwam; als het licht werd verzonden naar het juiste oog, zou de rat veel meer tijden moeten likken alvorens het water kwam. Na een paar dagelijkse zittingen van dergelijke „het conditioneren“ (in tegenstelling tot de hond-klok-beloning van Pavlov geen beroemde experimenten), leerden de ratten hoe lang zij zouden moeten likken alvorens een waterbeloning te krijgen. Als zij niet de beloning in de verwachte hoeveelheid tijd kregen, zouden zij zouden zouden het spuiten opgeven en verlaten.

Controlerend het patroon van elektrosignalen die door individuele zenuwcellen worden verspreid in de rattenhersenen, vonden de onderzoekers dat de „aren“ van de signalen op het visuele alleen niet alleen richtsnoer wezen. Eerder, schenen de signalen om de tijd van verwachte beloningslevering door veranderde het vastspijkeren patronen af te lossen. Zij zagen ook dat vele zenuwcellen schenen om één of andere visuele het richtsnoer-beloning interval te melden, maar niet allebei. In cellen die door een flits aan het linkeroog, het elektrosignaal worden bevorderd dat aan zijn basislijn na een korte vertraging, in synchronisatie met de timing van de waterbeloning is teruggekeerd; een richtsnoer aan het juiste oog correleerde met een langere vertraging, ook in synchronisatie met de beloning. Volgens de onderzoekers, was de hoeveelheid tijd die vóór zenuwcellen die aan hun rustende staat worden teruggegeven overging de manier van de hersenen van vestiging een „vastgestelde verwachting.“

Wetend dat basis forebrain wordt betrokken bij het leren, wilden de onderzoekers weten of zouden hun observaties door zenuwen kunnen worden verklaard van het basis forebrain leveren ACh aan het visie-verwerkend centrum. Om die zenuwcellen uit de vergelijking te verwijderen, rangschikten zij een neurotoxine met een „automatisch besturend apparaat in paren“ dat ACH-Bevrijdende slechts neuronen richt die uit basis forebrain komen. Zij herhaalden toen hun experimenten bij opgeleide ratten die het neurotoxine en in die die niet, en vinden dat de signalen van de zenuwcel bleven de oude tijdintervallen aflossen ontvingen voorstellen, die dat ACh en basis forebrain niet nodig waren om eerder geleerde tijdinformatie uit te drukken.

De onderzoekers gebruikten daarna die zelfde ratten om te vragen of is ACh noodzakelijk voor zenuwcellen om nieuwe tijdvertragingen te leren. Om dat te doen, schakelden zij de visuele richtsnoeren zodat een flits in het linkeroog een lange vertraging betekende en in het juiste oog betekende korte. Visie-Verwerkende zenuwcellen bij de ratten waarin de levering ACh intact werd verlaten paste hun signalen aan de nieuwe verenigingen aan; maar die bij de ratten die niet meer ACh ontvingen bleven de oude verenigingen aflossen voorstellen, die dat ACh noodzakelijk is om nieuwe verenigingen te maken maar oude degenen niet uit te drukken.

Hussain Shuler verklaart, „Wanneer een beloning wordt ontvangen, wordt ACh verzonden door de hersenen en versterkt slechts die aanslutingen van de zenuwcel die onlangs actief waren. Het proces om te conditioneren blijft deze zenuwaanslutingen versterken, die tot een vastgestelde verwachting van beloning in de hersenen leiden.“

Volgens Hussain Shuler, hebben de studies aangetoond dat de patiënten van Alzheimer lage niveaus van ACh hebben en probleem hebben dat nieuw geheugen vormt. Hoewel het medicijn ACh kan opheffen, is de vermindering van symptomen beperkt. „Ons onderzoek verklaart die beperking,“ hij zegt. „Therapeutisch, voorspellen wij dat het probleem niet alleen lage niveaus van ACh is - de timing van levering ACh is zeer belangrijk.“

Bron: De Geneeskunde van Hopkins van Johns

Read in | English | Español | Français | Deutsch | Português | Italiano | 日本語 | 한국어 | 简体中文 | 繁體中文 | Nederlands | Русский | Svenska | Polski