Studie verschüttet neue Leuchte auf dem Lernen und der Speicher-Herstellung

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

In den Experimenten auf den Ratten, die mit kleinen Schutzbrillen ausgestattet werden, sagen Wissenschaftler, dass sie erfahren haben, dass die Anfangsvision des Gehirns, die Relais-Sichtauslöseimpulse der Mitte nicht nur, aber aufbereitet Zeitabstände „auch, lernen“ und speziell zeitgesteuerte Erwartungen von zukünftigen Belohnungen erstellen kann. Die Forschung, durch ein Team an der Universität John Hopkins-Medizinischen Fakultät und die Massachusetts Institute of Technology, neue Leuchte der Hallen auf dem Lernen und der Speicher-Herstellung, die Forscher sagen und konnten helfen, zu erklären, warum die Leute mit Alzheimerkrankheit Problem an jüngste Ereignisse erinnernd haben.

Ergebnisse der Studie, im Zapfen Neuron, schlagen vor, dass Anschlüsse innerhalb der Nervenzellnetze in der Vision-aufbereitenden Mitte durch das neurochemische Azetylcholin (ACh) verstärkt werden können, das das Gehirn gedacht wird, um abzusondern, nachdem eine Belohnung empfangen ist. Nur die Nervenzellnetze, die vor kurzem durch einen Lichtblitz entbunden wird durch die Schutzbrillen angeregt werden, werden durch ACh beeinflußt, das der Reihe nach jene Nervennetze die Sichtmarke mit der Belohnung dazugehören lässt. Weil Gehirnzellen in hohem Grade in den Säugetieren konserviert werden, haben die Ergebnisse wahrscheinlich Ähnlichkeiten in den Menschen, sagen sie.

„Wir haben entdeckt, dass Nervenzellen in diesem Teil des Gehirns, die Hauptsehrinde, scheinen, in der Lage zu sein, die molekularen Speicher zu entwickeln und uns helfen, verstehen, wie Tiere lernen, befriedigende Ergebnisse vorauszusagen,“ sagt Marshall Hussain Shuler, Ph.D., Assistenzprofessor von Neurologie am Institut für Grundlegende Biomedizinische Wissenschaften an der Universität John Hopkins-Medizinischen Fakultät.

Um Überleben zu maximieren, muss sich das Gehirn eines Tieres erinnern an welche Marken ein positives oder negatives Ereignis vorangehen und das Tier sein Verhalten ändern lassen um Belohnungen zu erhöhen und Unglücke zu verringern. In der Studie Hopkins-MIT suchten die Forscher Klarheit über, wie das Gehirn Sichtinformationen mit komplexeren Informationen über Zeit und Belohnung verbindet.

Die vorsitzende Theorie, sagt Hussain Shuler, angenommen, dass diese Beziehung in den Bereichen hergestellt wurde, die „dem hochrangigen“ Aufbereiten, wie der frontalen Rinde gewidmet wurden, die bekannt, um für das Lernen und Speicher wichtig zu sein. Die Hauptsehrinde schien, Informationen von den Augen und „vom Wiederstück“ einfach zusammen zu erhalten die Sichtwelt, bevor sie sie Beschlussfassungsteilen des Gehirns darstellte.

Um den Visionbelohnung Anschlussprozeß zu überwachen, befestigte das Team Ratten mit speziellen Schutzbrillen die Forscherblinken eine Leuchte entweder vor ihrem linken oder rechten Auge ließen. Durstige Ratten mit Schutzbrillen wurden Zugriff zu einer Wassertülle innerhalb einer Prüfungskammer gegeben. Als sie der Wassertülle sich näherten, wurde eine kurze Sichtmarke einem Auge dargestellt.

Wenn Leuchte zum linken Auge geschickt wurde, würde die Wassertülle geleckt werden müssen einige Male, bevor Wasser zur Ratte kam; wenn Leuchte zum rechten Auge geschickt wurde, würde die Ratte viele mehr Zeiten lecken müssen, bevor Wasser kam. Nach einigen täglichen Sitzungen von „klimatisierenden“ so (nicht anders als Pawlows berühmte Hund-Glockebelohnung Experimente), lernten die Ratten, wie lang sie würden lecken müssen, bevor sie eine Wasserbelohnung erhielten. Wenn sie nicht die Belohnung in der erwarteten Dauer erhielten, würden sie die Tülle aufgeben und lassen.

Das Muster von den elektrischen Signalen Überwachend, die durch einzelne Nervenzellen in den Rattengehirnen abgegeben wurden, fanden die Forscher, dass die „Spitzen“ der Signale nicht gerade die Sichtmarke allein reflektierten. Eher schienen die Signale, die Zeit der erwarteten Belohnungslieferung durch geänderte festnagelnde Muster weiterzugeben. Sie sahen auch, dass viele Nervenzellen schienen, über den einen oder anderen Sicht-Markebelohnung Abstand zu berichten, aber nicht beide. In den Zellen, die durch ein Blinken zum linken Auge angeregt wurden, ging das elektrische Signal zu seiner Grundlinie nach einer kurzen Verzögerung, in Einklang mit der Zeitbegrenzung der Wasserbelohnung zurück; eine Marke zum rechten Auge bezog mit einer längeren Verzögerung, auch in Einklang mit der Belohnung aufeinander. Nach Ansicht der Forscher die Dauer, die passierte, bevor die Nervenzellen, die zu ihrem Ruhezustand zurückgebracht wurden, waren die Methode des Gehirns des Montierens einer „zeitgesteuerten Erwartung.“

Wissend, dass der basale Forebrain beim Lernen impliziert wird, wollten die Forscher wissen, wenn ihre Beobachtungen durch Nerven vom basalen Forebrain erklärt werden konnten, der ACh an die Vision-aufbereitende Mitte entbindet. Um jene Nervenzellen von der Gleichung zu löschen, passten sie ein Neurotoxin mit einem „Zielsuchgerät zusammen“, das die Ziele diesem ist, welche nur die Neuronen ACH-freigeben, die vom basalen Forebrain kommen. Sie wiederholten dann ihre Experimente in ausgebildeten Ratten, die das Neurotoxin empfingen und in denen, die nicht taten, und fanden, dass die Nervenzellsignale fortfuhren, die alten Zeitabstände weiterzugeben und vorschlugen, dass diesem ACh und der basale Forebrain nicht erforderlich waren, vorher gelehrte Zeitinformationen auszudrücken.

Die Forscher als Nächstes verwendeten jene gleichen Ratten, um zu fragen, ob ACh notwendig ist, damit Nervenzellen um neue Verspätungen zu lernen. Um den zu tun, schalteten sie die Sichtmarken damit ein Blinken im linken Auge eine lange Verzögerung bedeutete und eine im rechten Auge ein kurzes bedeutete. das Vision-Aufbereiten von Nervenzellen in den Ratten, in denen ACh-Lieferung intakt gelassen wurde, passte ihre Signale den neuen Vereinigungen an; aber die in den Ratten, die nicht mehr ACh empfingen, fuhren, die alten Vereinigungen weiterzugeben fort und schlugen, dass ACh notwendig ist, um neue Vereinigungen zu machen, aber vor die alte nicht, auszudrücken.

Hussain, den Shuler, „, Wenn eine Belohnung empfangen wird, ACh erklärt, wird während des Gehirns gesendet und nur jene Nervenzellanschlüsse verstärkt, die vor kurzem aktiv waren-. Der Prozess des Klimatisierens fährt fort, diese Nervenanschlüsse zu verstärken und verursacht eine zeitgesteuerte Erwartung der Belohnung im Gehirn.“

Entsprechend Hussain Shuler, haben Studien gezeigt, dass Alzheimer Patienten niedrige Stände von ACh haben und Problem haben, neue Speicher zu bilden. Obwohl Medikation möglicherweise ACh erhöht, ist Erleichterung von Anzeichen begrenzt. „Unsere Forschung erklärt diese Beschränkung,“ sagt er. „Therapeutisch, sagen wir voraus, dass das Problem nicht gerade niedrige Stände von ACh ist - die Zeitbegrenzung von ACh-Lieferung ist Taste.“

Quelle: Johns- HopkinsMedizin

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