Attenzione: questa pagina è una traduzione automatica di questa pagina originariamente in lingua inglese. Si prega di notare in quanto le traduzioni sono generate da macchine, non tutte le traduzioni saranno perfetti. Questo sito web e le sue pagine web sono destinati ad essere letto in inglese. Ogni traduzione del sito e le sue pagine web possono essere imprecise e inesatte, in tutto o in parte. Questa traduzione è fornita per comodità.

Lo studio fa il nuovo indicatore luminoso su come il cervello codifica la data e la località nelle memorie

Due studi piombo dai ricercatori sudoccidentali di UT fanno il nuovo indicatore luminoso su come il cervello codifica la data e la località nelle memorie. I risultati, pubblicati recentemente in PNAS e nella scienza, non solo aggiungono all'organismo della ricerca fondamentale sulla memoria ma potrebbero finalmente fornire la base per i nuovi trattamenti a perdita di memoria di combattimento dai termini quali il trauma cranico o il morbo di Alzheimer traumatico.

Circa una decade fa, un gruppo di neuroni conosciuti come “le celle di tempo„ è stato scoperto in ratti. Queste celle sembrano svolgere un ruolo unico nella registrazione quando gli eventi hanno luogo, permettendo che il cervello tracci correttamente l'ordine di che cosa accade nella memoria episodica.

Situato nell'ippocampo del cervello, queste celle mostrano un reticolo caratteristico di attività mentre gli animali sono codificanti e richiamanti gli eventi, spiega Bradley Lega, M.D., professore associato di ambulatorio neurologico a UTSW ed autore senior dello studio di PNAS.

Infornando in una sequenza riproducibile, permettono che il cervello organizzi quando gli eventi accadono, Lega dice. La sincronizzazione del loro infornamento è gestita dalle onde cerebrali da 5 hertz, chiamate oscillazioni di teta, in un trattamento conosciuto come la precessione.

Lega ha studiato se gli esseri umani egualmente hanno celle di tempo usando un compito di memoria che fa le forti domande su informazioni relative al tempo. Lega ed i suoi colleghi hanno reclutato i volontari dall'unità di video dell'epilessia all'istituto sudoccidentale del cervello del Jr. di UT Peter O'Donnell, in cui i pazienti dell'epilessia restano per parecchi giorni prima che l'ambulatorio per eliminare danneggiasse le parti dei loro cervelli che scintillano gli attacchi.

Gli elettrodi impiantati nella guida dei cervelli di questi pazienti i loro chirurghi identificano precisamente i fuochi di attacco ed egualmente forniscono informazioni apprezzate sui funzionamenti interni del cervello, Lega dice.

Mentre registravano l'attività elettrica dall'ippocampo in 27 cervelli dei volontari, i ricercatori li hanno fatti fare “le mansioni di richiamo libero„ che lettura implicata una lista di 12 parole per 30 secondi, facenti un breve problema per la matematica per distrarrli dalla preparazione delle liste e poi per richiamare altrettante parole dalla lista come possibile per i 30 secondi prossimi.

Questo compito richiede l'associazione dell'ogni parola con un segmento di tempo (la lista era sopra), che ha permesso che Lega ed il suo gruppo cercassero le celle di tempo. Che cosa il gruppo ha trovato era emozionante: Non solo hanno identificato una popolazione robusta delle celle di tempo, ma l'infornamento di queste celle ha predetto che come le persone potevano collegare insieme le parole a tempo (un fenomeno chiamato raggruppamento temporale). Per concludere, queste celle sembrano esibire la precessione di fase in esseri umani, come preveduto.

Per anni gli scienziati hanno proposto che le celle di tempo fossero come la colla che tiene insieme le memorie degli eventi nelle nostre vite. Ciò che trova specificamente i supporti quell'idea in un modo elegante.„

Bradley Lega, M.D, studia l'autore senior ed il professore associato di ambulatorio neurologico, centro medico sudoccidentale dell'università del Texas

Nel secondo studio nella scienza, il chiodino a testa laterale Pfeiffer, il Ph.D., assistente universitario della neuroscienza, piombo le celle studianti di un posto del gruppo - una popolazione delle celle hippocampal in entrambi gli animali ed esseri umani che registrazioni dove gli eventi accadono.

I ricercatori lungamente hanno saputo che mentre il viaggio degli animali un percorso essi è stato sopra prima, i neuroni che codificano le posizioni differenti lungo il percorso inforneranno nell'ordine tanto come l'incendio delle cellule di tempo per gli eventi temporali, Pfeiffer spiega.

Inoltre, mentre i ratti attivamente stanno esplorando un ambiente, le celle del posto più ulteriormente sono organizzate “nelle mini-sequenze„ che rappresentano una spazzata virtuale delle posizioni davanti al ratto. Queste spazzate del tipo di radar accadono approssimativamente 8-10 volte al secondo e sono probabilmente un meccanismo del cervello per la predizione degli eventi immediatamente imminenti o risultati.

Prima di questo studio, è stato conosciuto che quando i ratti hanno smesso di funzionare, le celle del posto riattiverebbero spesso nelle sequenze lunghe che sono sembrato ripetere l'esperienza priore del ratto di inverso.

Mentre questi “eventi di replay inverso„ sono stati conosciuti per essere importanti per formazione di memoria, era poco chiara come l'ippocampo poteva produrre tali sequenze. Effettivamente, il considerevole lavoro aveva indicato che l'esperienza dovrebbe rinforzare in avanti, le sequenze “di sguardo in avanti„ ma indebolire gli eventi inversi di replay.

Per determinare come queste memorie a rovescio e di andata funzionano insieme, Pfeiffer ed i suoi colleghi hanno collocato gli elettrodi negli ippocampi dei ratti, quindi permessi loro per esplorare due posti differenti: un'arena quadrata e un cingolo lungo e diritto.

Per incoraggiarli a muoversi attraverso questi spazi, hanno collocato i pozzi con il latte al cioccolato ai vari posti. Poi hanno analizzato l'attività delle cellule del posto degli animali per vedere come ha corrisposto alle loro posizioni.

I neuroni particolari infornati come i ratti hanno vagato attraverso questi spazi, codificanti le informazioni sul posto. Questi stessi neuroni infornati nella stessa sequenza come i ratti hanno ritracciato i loro percorsi ed infornati periodicamente al contrario come hanno completato i cosciotti differenti dei loro viaggi.

Tuttavia, dando uno sguardo più attento ai dati, i ricercatori hanno trovato qualche cosa di nuovo: Mentre i ratti si sono mossi attraverso questi spazi, i loro neuroni non solo hanno esibito le mini-sequenze di andata e premonirici, ma anche indietro, mini-sequenze retrospettive. Le sequenze di andata ed a rovescio hanno alternato a vicenda, ciascuno che richiede soltanto alcuni dozzina millisecondi per completare.

“Mentre questi animali stavano muovendo in avanti, i loro cervelli stavano passando costantemente fra la previsione del che cosa accadrebbe dopo e richiamando che cosa è accaduto appena, tutti all'interno dei calendari della frazione di secondo,„ Pfeiffer dice.

Pfeiffer ed il suo gruppo corrente stanno studiando che input queste celle stanno ricevendo da altre parti del cervello che le inducono ad agire in questi reticoli di andata o inversi. Nella teoria, dice, potrebbe essere possibile dirottare questo sistema per aiutare il cervello per richiamare dove un evento è accaduto con più fedeltà.

Similmente, aggiunge Lega, tecniche di stimolo potrebbe finalmente potere imitare il modello preciso delle celle di tempo per aiutare più esattamente la gente a ricordare la serie di eventi temporale.

Ulteriori studi con “nelle decadi ultime, c'è stato un'esplosione nei nuovi risultati della memoria,„ aggiunge. “La distanza fra le scoperte fondamentali in animali e come possono aiutare la gente ora sta diventando molto più breve.„

Source:
Journal reference:

Umbach, G., et al. (2020) Time cells in the human hippocampus and entorhinal cortex support episodic memory. Science. doi.org/10.1073/pnas.2013250117.