新的大脑细胞之间的连接形式在集群学习
新的大脑细胞之间的连接出现在大脑中的集群动物学会执行新任务,根据公布的一项研究自然2月19日(提前在线出版)。加利福尼亚大学的研究人员的领导下,圣克鲁斯,如何重塑大脑回路的研究显示细节在新的运动记忆的形成。
研究人员研究了小鼠作为他们学习新的行为,如达到通过槽种子。他们观察到的变化运动皮层,大脑层控制肌肉运动,在学习的过程。具体地说,他们遵循的发展新的“树突棘”,结构形式的连接(突触)之间的神经细胞。
“我们能够首次观察新突触的空间分布与记忆的编码,“易左说,助理教授的分子,细胞和发育生物学加州大学圣克鲁斯和论文的通讯作者。
在先前的研究中,左和其他记录的快速增长新的锥体神经元树突棘的运动皮层在学习过程。这些刺形成突触锥体神经元收到来自其他的地方大脑区域参与运动和记忆肌肉运动。在新的研究中,第一作者敏傅,左的实验室的一位博士后研究员,分析了空间分布新形成的突触。
空间分析的初步结果显示,三分之一的新形成的突触位于旁边的另一个新突触。这些集群突触倾向于形成的几天学习期间,当鼠标反复执行新的行为。集群突触集群同行相比,更有可能坚持通过学习课程和训练后停了下来。
此外,研究人员发现后形成的第二个脊柱在一个集群中,第一个脊柱变得更大。脊柱的大小与突触的强度有关。“我们发现,形成第二个连接是与第一个连接的加强,这表明它们可能参与相同的电路,“左说。“突触的集群可以放大连接的强度。”
另一部分研究也支持这个想法,集群突触参与神经回路的任务是学习。研究人员研究了老鼠训练首先在一个任务,然后在不同的任务。抓住一颗种子,而是老鼠学习如何处理一个天使细面面条。这两个任务诱导形成的集群刺,但是刺形成在不同的学习任务没有聚集在一起。
研究人员还看着老鼠的挑战与新的汽车任务每一天,但是没有重复相同的任务,就像训练有素的seed-grabbing或capellini-handling。这些老鼠也增长了很多新的树突棘,但很少新刺集群。
“重复激活相同的皮质电路是非常重要的在学习一种新任务,“左说。“但最优重复的频率是什么?最终,通过研究突触的形成和学习之间的关系,我们想找出最好的方法诱发新的记忆。”
该研究使用转基因老鼠做荧光蛋白在一定运动皮层神经元。研究人员使用一个特殊的显微镜技术(双光子显微镜)来获得图像的神经元在大脑表面附近。非侵入性成像技术,他们认为个体的变化大脑细胞的老鼠之前、期间和之后学习一个新的行为。
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