脳の領域は、自分自身を再配線することができます
テュービンゲンの科学者たちは、初めての必要に応じて、脳内の神経の広く分散ネットワークは基本的に再編成することができることを示しています。
生物サイバネティックスのためのマックスプランク研究所の科学者たちは、脳の広い領域の活動が長期的に変更することができ、海馬の神経細胞の実験的な刺激によって初めてのショーを持っています。 マイクロ刺激と電気生理学と機能的磁気共鳴画像を組み合わせて、ラットの再メッシュの前脳の神経細胞のどのように大規模な集団を追跡することができました。 私たちが何かを覚えているか、自分自身を向けるとき、脳のこの領域はアクティブです。 ここで得られた知見は、脳の変化の大部分は、学習のプロセスが行われていることを最初の実験的証拠を表しています。 （カレントバイオロジー、10。2009月）
科学者は、シナプス、神経細胞、または脳全体の領域の特性を、それらの使用、神経可塑性に応じて変化させると呼びます。 それは学習と記憶プロセスのための基本的なメカニズムです。 ヘブの学習規則（1949）は、この現象を一般的なシナプスを備えたニューラルネットワークですでに説明しています：神経学者Aが繰り返し神経細胞Bを繰り返し興奮させると、心理学者ドナルドオールディングヘブの仮定によると、信号伝達がより効率的になるようにシナプスが変更されます。 これは、受信ニューロンの膜電位を増加させます。 この学習プロセスは、数分から一生続くことがあり、海馬で集中的に研究されています。
それ以来、多くの研究により、海馬が動物や人間の記憶や空間的な方向付けに重要であることが示されています。 大脳皮質と同様に、海馬はシナプスを介して接続されている何百万もの神経細胞で構成されています。 神経細胞は、いわゆる「活動電位」を使用して互いに通信します。送信側から受信側のセルに送信される電気インパルスです。 これらの活動電位がより頻繁に、またはより速く、またはより適切に調整されて発生する場合、それを使用して、細胞間の信号伝達、いわゆる長期増強（LTP）を強化することができます
今後：信号の送信が永続的に強化されます。 この補強のメカニズムは学習の基礎と考えられています。
海馬内の長期増強の影響は長い間知られていますが、この構造のシナプス変化が海馬外の皮質ネットワークなどのニューロンネットワーク全体の活動にどのように影響するかは、これまでのところ不明です。 Max Planck Institute for Biological Cyberneticsの所長であるニコスロゴテティスの周りの科学者たちは、これを初めて体系的に研究しました。 彼らの検査の特別な点は、さまざまな方法の組み合わせです：磁気共鳴断層撮影法は脳内の血流の画像を提供し、したがって大きな神経ネットワークの活動の間接的な測定ですが、脳内の電極は活動電位を直接測定し、したがって神経伝導の強さを測定します。 このようにして生成された刺激伝達は実験的刺激後も保持されることが示された。 「シナプスでの活動の変化により、神経ネットワークの長期的な再編成を実証することができました」とDr. サンティアゴ運河。 変更は、半球間のより良いコミュニケーションと辺縁系と皮質の接続の増加に反映されました。 大脳皮質は、とりわけ、感覚の知覚と動きに関与しますが、辺縁系は感情を処理し、運転行動の発達に共同で関与します。
初版発行
Santiago Canals、Michael Beyerlein、Hellmut Merkle、Nikos K. Logothetis：LTPによって誘発された神経ネットワーク再編成の機能的MRI証拠。 Current Biology（2009）、doi：10.1016 / j.cub.2009.01.037
出典：テュービンゲン[mpg]
