科学家发现与学习相关的大脑结构
(bob游戏Medical Xpress)——弗里德里希·米歇尔生物医学研究所(FMI，诺华研究基金会的一部分)的科学家发现，当学习发生时，大脑中形成的神经元bob88体育平台登录连接，确保了记忆的准确性。这项工作代表了在进一步了解学习和记忆是如何在大脑中存储的道路上迈出的重要一步。研究结果发表在今天的网络版上自然。
如何存储体验和学习大脑吗?这个“简单”的问题已经困扰了几代科学家。自从有远见的神经科学家和诺贝尔奖得主圣地亚哥Ramón y Cajal首次提出(在19世纪末)在学习过程中大脑结构的变化，以及学习的东西——或记忆已经学习的 - 在神经元联系中代表，研究人员试图检测这种结构的结构。他们一直在搜索，因为它对于编码毕达哥拉斯定理或红色连衣裙的记忆的神经细胞。到目前为止，他们的努力并没有成功，因为神经元联系的纯粹数量或突触，大脑中已经证明了一个可忍受的障碍。
FMI的神经生物学家现在已经证明了大脑中新突触的形成和学习过程以及相关记忆的质量之间的直接联系。这些发现发表在今天的网络版上自然。
由小组领导者Pico Caroni领导的团队，他也是巴塞尔大学教授，研究了小鼠海马的神经元，学习迈出了水迷宫。海马是大脑的一个地区，这对于学习和召回至关重要。
在学习期间，发现在海马苔藓纤维沿着海马苔藓纤维的突触数。这些新的突触间接抑制了其他细胞，称为金字塔神经元，从而有助于学到的精确性。因此，它们如此放下，例如，在迷宫的某个点，鼠标应该走向右侧，但不是向左，直线，背部，上方或向下。当通过药物施用这些突触的形成时，鼠标仍然可以找到它的方式，但精度较少 - 它并没有采取最短的目标路线。
Caroni解释说:“我们的实验第一次证明了学习后新突触的形成和行为之间的清晰联系。因此，我们已经展示了学习在大脑中引起的特定结构变化，而且这种变化是学习精度所必需的。”
研究人员还发现，新形成的突触常常在结束后几天再次消失学习的过程。然而，即使几周后，这也没有阻止老鼠成功地走迷宫，尽管精确度降低了。“我们所发现的，”卡罗尼说，“并不是指示记忆的结构，而是精确回忆所学内容所必需的结构。”如果这些机制被打乱，行为就会被更主要的刺激转移，这在许多记忆障碍中扮演着重要的角色。”
进一步探索
抽象的
在成年人的大脑中，新的突触形成了，原有的突触消失了，但是这种结构可塑性的功能还不清楚。新技能的学习与新突触的形成有关6,7,8。它们可能直接编码新记忆，但它们也可能在记忆编码和提取过程中扮演更一般的角色。我们研究了小鼠海马和小脑回路入口苔藓纤维末端复合体在学习过程中如何重新排列，以及这种重新排列的功能作用。我们的研究表明，一次试验和增量学习导致了快速突增的中间神经元上的丝状突触数量的稳健、电路特异性、持久和可逆的增加，这触发了前馈抑制。前馈抑制连接的增加涉及到大部分突触前终端，限制了记忆提取时c- fos表达的突触后神经元的数量，并与记忆质量在时间上相关。然后我们发现，在情境恐惧条件反射和Morris水迷宫学习中，通过海马体苔藓纤维增加前驱抑制连接对记忆的准确性和习得的行为有重要作用。在没有苔藓纤维长期增强的Rab3a−/−小鼠9中，学习时c-Fos整体重组和前驱抑制生长在CA3中均缺失，并且记忆不精确。相比之下，在没有内收蛋白2 (Add2;10 c-Fos重组是正常的，但前馈抑制生长被取消。 In parallel, c-Fos ensembles in CA3 were greatly enlarged, and the memory was imprecise. Feedforward inhibition growth and memory precision were both rescued by re-expression of Add2 specifically in hippocampal mossy fibres. These results establish a causal relationship between learning-related increases in the numbers of defined synapses and the precision of learning and memory in the adult. The results further relate plasticity and feedforward inhibition growth at hippocampal mossy fibres to the precision of hippocampus-dependent memories.
用户评论