Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Forskere oppretter kunstig kobling mellom ikke-relaterte minner

Anonim

Evnen til å lære sammenhenger mellom hendelser er kritisk for overlevelse, men det har ikke vært klart hvordan ulike opplysninger som lagres i minnet, kan knyttes sammen av populasjoner av nevroner. I en studie publisert 2. april i Cell Reports forårsaket synkron aktivering av forskjellige neuronale ensembler mus for kunstig å knytte minnet til et fotstøt med det uavhengige minnet om å utforske et trygt miljø, noe som utløste en økning i fryktrelatert atferd når musene var igjen eksponert for det ikke-truende miljøet. Resultatene tyder på at samvirkede celle ensembler blir koblet sammen for å koble to forskjellige minner som tidligere var lagret uavhengig i hjernen.

annonse


"Minne er grunnlaget for alle høyere hjernefunksjoner, inkludert bevissthet, og det spiller også en viktig rolle i psykiatriske sykdommer som posttraumatisk stresslidelse, " sier seniorforsker Kaoru Inokuchi fra University of Toyama. "Ved å vise hvordan hjernen forbinder ulike typer informasjon for å generere et kvalitativt nytt minne som fører til varige endringer i atferd, kan våre funn ha viktige implikasjoner for behandlingen av disse forstyrrende forholdene."

Nylige studier har vist at subpopulasjoner av nevroner aktivert under læring, reaktiveres under etterfølgende henting av hukommelse, og reaktivering av et celle-ensemble utløser henting av det tilsvarende minne. Videre kan kunstig reaktivering av et spesifikt nevronisk ensemble som svarer til et forhåndsbestemt minne, modifisere oppkjøpet av et nytt minne, og derved generere falske eller syntetiske minner. Imidlertid brukte disse studiene en kombinasjon av sensorisk inngang og kunstig stimulering av celle ensembler. Hittil hadde forskere ikke koblet to forskjellige minner med helt kunstige midler.

Med det målet i tankene brukte Inokuchi og Noriaki Ohkawa fra University of Toyama et frykt-læringsparadigme i mus etterfulgt av en teknikk som kalles optogenetikk, som innebærer genetisk modifisering av spesifikke populasjoner av neuroner for å uttrykke lysfølsomme proteiner som styrer neuronal spenning, og Deretter leverer blått lys gjennom en optisk fiber for å aktivere disse cellene. I adferdsparadigmet brukte en gruppe mus seks minutter i et sylindrisk kabinett, mens en annen gruppe utforsket et terningformet innkapsling, og 30 minutter senere ble begge musegrupper plassert i det terningformede kabinettet der et fotstøt umiddelbart var levert. To dager senere brukte mus som ble gjenuttatt på kubeformet kabinett mer tid frosset i frykt enn mus som ble plassert tilbake i sylindriske kabinettet.

Forskerne brukte deretter optogenetikk til å reaktivere de ikke-relaterte minner fra det trygge sylinderformede miljøet og fotstøt. Stimulering av nevronpopulasjoner i hukommelsesrelaterte hjernegrupper kalt hippocampus og amygdala, som ble aktivert i læringsfasen, forårsaket at musene tilbringer mer tid frosset i frykt når de senere ble plassert tilbake i sylindrisk kabinett, sammenlignet med stimulering av neuroner i enten hippocampus eller amygdala, eller ingen stimulering i det hele tatt.

Resultatene viser at synkron aktivering av distinkte celle ensembler kan generere kunstige koblinger mellom urelaterte deler av informasjon lagret i minnet, noe som resulterer i langvarige endringer i atferd. "Ved å modifisere denne teknikken vil vi neste forsøk på kunstig å dissociere minner som er fysiologisk forbundet, " sier Inokuchi. "Dette kan bidra til utvikling av nye behandlinger for psykiatriske lidelser som posttraumatisk stresslidelse, hvis hovedsymptomer oppstår fra unødvendige foreninger mellom ikke-relaterte minner."

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av Cell Press . Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Tidsreferanse :

  1. Ohkawa et al. Kunstig sammenslutning av forhåndsbestemt informasjon for å generere et kvalitativt nytt minne . Cell Reports, 2015 DOI: 10.1016 / j.celrep.2015.03.017