Wie verhält sich das gehirn von ähnlichen, aber unterscheidenden erinnerungen?


Wie verhält sich das gehirn von ähnlichen, aber unterscheidenden erinnerungen?

Ich finde, dass wir unsere Gehirne zuerst an einem Montagmorgen zerreißen und versuchen zu erinnern, wo wir die Autoschlüssel setzen, ist nicht ungewöhnlich Frustration. Wenn diese Schlüssel schließlich gefunden werden, haben wir den Hippocampus zu danken.

Der Hippocampus ist eine Region im Gehirn, die für die Speicherung und das Abrufen von Erinnerungen an verschiedenen Orten verantwortlich ist, einschließlich jener ungewöhnlichen Stelle, an der sich diese Autoschlüssel versteckten.

Forscher am Salk-Institut für Biowissenschaften haben entdeckt, wie das Gehirn in der Lage ist, Daten aus allen erstaunlich reichen und komplexen Umgebungen zu speichern und abzurufen, die wir jeden Tag navigieren.

Fred H. Gage und Team haben herausgefunden, wie die Dentat Gyrus , Eine Sub-Region des Hippocampus, hilft, Erinnerungen an ähnliche, aber unterschiedliche Ereignisse und Umgebungen getrennt zu speichern. Sie berichteten über ihre Ergebnisse ELife , 20. März 2013 Ausgabe.

Ihre Erkenntnisse, die uns ein besseres Verständnis dafür vermitteln, wie das Gehirn zwischen getrennten Erinnerungen speichert und unterscheidet, können auch Experten helfen, zu identifizieren, wie Alzheimer-Krankheit und andere neurodegenerative Erkrankungen diese Fähigkeiten untergraben.

Der Hippocampus (von unten gesehen) hat zwei Hauptteile: den Dentat Gyrus und Ammon's Horn

Fred Gage, hochrangiger Autor auf dem Papier und der Vi und John Adler Vorsitzende für die Forschung über die altersbedingte neurodegenerative Erkrankung bei Salk, sagte:

"Jeden Tag müssen wir uns an subtile Unterschiede erinnern, wie die Dinge heute sind, im Vergleich zu dem, wie sie gestern waren - von wo aus wir unser Auto gefahren haben, wo wir unser Mobiltelefon verlassen haben. Wir haben gefunden, wie das Gehirn diese Unterscheidungen macht, indem wir getrennte" Aufnahmen " Jede Umgebung im Dentat Gyrus."

Was ist "Mustertrennung"?

Mustertrennung Ist der Prozess, komplexe Erinnerungen zu machen und sie in Darstellungen umzuwandeln, die weniger wahrscheinlich sind, verwirrt zu werden.
  • Was sollte in der Theorie passieren? - Nach den Berechnungsmodellen der Hirnfunktion hilft der Dentat-Gyrus den Menschen, die Trennung des Gedächtnismusters durch Abfeuern verschiedener Gruppen von Neuronen durchzuführen, wenn ein Tier in verschiedenen Umgebungen ist.
  • Was passiert in Laborversuchen - Allerdings zeigten vorherige Laborstudien, dass die gleichen Populationen von Neuronen im Dentat-Gyrus in verschiedenen Umgebungen aktiv sind. Sie unterscheiden neue Umgebungen, indem sie die Geschwindigkeit ändern, mit der elektrische Impulse gesendet werden.
Diese Diskrepanz zwischen theoretischen Vorhersagen (was rechnerische Modelle vorschlagen) und Laborexperimente hat Neurowissenschaftler verwirrt und machte es viel schwieriger, Gedächtnisbildung und Retrieval zu verstehen.

Gage und Team setzten sich auf den Grund dieser Diskrepanz. Sie verglichen, wie der Dentat-Gyrus einer Maus im Vergleich zu CA1, einer anderen Region des Hippocampus, funktionierte. Sie verfolgten die Aktivität von Neuronen zu verschiedenen Zeitpunkten mit Labortechniken.

  • Episode 1 - die Wissenschaftler entfernten die Mäuse aus ihrer ursprünglichen Kammer und stellten sie in eine neue, damit sie über eine neue Umgebung lernen konnten. Sie haben aufgezeichnet, welche Neuronen im Hippocampus aktiv waren, als die Mäuse auf ihre neue Umgebung reagierten. Die Mäuse wurden dann wieder in ihre ursprüngliche Kammer gebracht.
  • Episode 2 - später waren die Mäuse entweder:

    - in die gleiche neue Kammer zurückgebracht und Ihr Gedächtnisrückruf wurde gemessen

    - in einer etwas anderen Kammer in die neue, Um die Diskriminierung zu messen

Die Wissenschaftler markierten auch die aktiven Labels in Episode 2, um festzustellen, ob die Neuronen, die in Episode 1 aktiviert wurden, in der gleichen Weise für Rückruf und Diskriminierung von kleinen Unterschieden zwischen den beiden Umgebungen verwendet wurden.

Die Dentat-Gyrus- und CA1-Subregionen funktionierten unterschiedlich

Die Forscher fanden heraus, dass die Dentat Gyrus und CA1 Subregionen nicht das gleiche funktionierten, wenn sie die neuronale Aktivität während Episode 1 und Episode 2 verglichen.
  • In CA1 - die gleichen Neuronen wurden in Episode 1 (die Lernepisode) und Episode 2 (wenn die Erinnerungen abgerufen wurden) aktiv.
  • Der Dentat Gyrus - verschiedene Gruppen von Zellen waren aktiv bei Episode 1 und Episode 2. Das Team fand auch, dass verschiedene Zellen aktiv waren, als sie der etwas anderen neuen Kammer ausgesetzt waren.
Wei Deng, eine Salk-Postdoktorandenforschung und der erste Autor auf dem Papier, sagte: "Dieser Befund unterstützte die Vorhersagen von theoretischen Modellen, dass verschiedene Gruppen von Zellen bei der Exposition gegenüber ähnlichen, aber unterschiedlichen Umgebungen aktiviert werden. Dies steht im Gegensatz zu den Ergebnissen früherer Laboruntersuchungen, Vielleicht weil sie verschiedene Unterpopulationen von Neuronen im Dentat-Gyrus ansahen."

Entsprechend den Erkenntnissen der Salk-Forscher, die an ein Gedächtnis erinnern, wie das an diesem Montagmorgen, wenn wir versuchen, uns daran zu erinnern, wo unsere Autoschlüssel sind, besteht nicht immer die gleichen Neuronen, die reaktiviert werden.

Die Autoren haben geschrieben:

"Noch wichtiger ist, dass die Dentat-Gyrus die Mustertrennung durch die Verwendung unterschiedlicher Populationen von Zellen durchführen, um ähnliche, aber nicht identische Erinnerungen darzustellen. Die Befunde helfen, die Mechanismen zu klären, die die Gedächtnisbildung untermauern und Licht auf Systeme verteilen, die durch Verletzungen gestört werden Erkrankungen des Nervensystems. "

Im vergangenen Jahr berichteten MIT-Forscher in der Zeitschrift Natur Dass Erinnerungen in bestimmten Gehirnzellen liegen. Durch die bloße Aktivierung eines winzigen Bruchteils dieser Zellen kann ein Mensch ein ganzes Gedächtnisereignis erinnern. Das würde erklären, warum wir uns zum Beispiel an Kindheitserinnerungen erinnern können, die wir als Kind liebten.

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