Mga rehiyon ng utak ay maaaring rewire ang kanilang mga sarili

Tübingen siyentipiko ay may sa unang pagkakataon nagpakita na ang malawak na ipinamamahagi network ng mga ugat sa utak ay maaaring sa panimula muling ayusin ang bilang kinakailangan.

Ang mga siyentipiko mula sa Max Planck Institute para sa Biyolohikal kibernetika ay may para sa unang pagkakataon na palabas sa pamamagitan ng mga pang-eksperimentong pagbibigay-buhay ng mga cell magpalakas ng loob sa hippocampus, na ang gawain ng malalaking lugar ng utak ay maaaring mabago sa pangmatagalan. Sa pamamagitan ng isang kumbinasyon ng mga functional magnetic resonance imaging na may micro pagbibigay-buhay at electrophysiology Nagawa trace kung paano malaking populasyon ng mga cell magpalakas ng loob sa forebrain ng daga remesh. Ang lugar na ito ng utak ay aktibo kapag tandaan namin ang isang bagay o i-orient ang ating mga sarili. Ang pananaw na nagkamit dito ay kumakatawan sa unang pang-eksperimentong katibayan na malalaking bahagi ng pagbabago sa utak kapag pag-aaral ng mga proseso na maganap. (Kasalukuyang Biology, 10. 2009 March)

Tinawag ng mga siyentipiko ang pag-aari ng mga synapses, mga cell ng nerve o buong lugar ng utak upang mabago depende sa kanilang paggamit, plasticity ng neuronal. Ito ay isang elementong mekanismo para sa mga proseso ng pag-aaral at memorya. Ang tuntunin sa pag-aaral ng Hebb (1949) ay nagpapaliwanag ng hindi pangkaraniwang bagay sa mga network na neural na may karaniwang mga synapses: Kung ang isang selula ng nerbiyos A ay nag-uudyok sa isang selula ng nerbiyos B nang paulit-ulit, ayon sa postulate ng psychologist na si Donald Olding Hebb, ang synaps ay binago sa isang paraan na ang paghahatid ng signal ay nagiging mas mahusay . Ito ay nagdaragdag ng potensyal ng lamad sa neuron ng tatanggap. Ang proseso ng pag-aaral na ito, na maaaring tumagal mula sa ilang minuto hanggang sa isang buhay, ay masinsinang sinaliksik sa hippocampus.

Mula noon, isang malaking bilang ng mga pag-aaral ang nagpakita na ang hippocampus ay mahalaga para sa memorya at spatial orientation ng mga hayop at tao. Tulad ng cerebral cortex, ang hippocampus ay binubuo ng milyon-milyong mga selula ng nerbiyos na konektado sa pamamagitan ng mga synapses. Ang mga selula ng nerbiyos ay nakikipag-usap sa bawat isa gamit ang tinatawag na "mga potensyal na pagkilos": mga impulses sa koryente na ipinadala mula sa transmitter sa cell ng tumanggap. Kung ang mga potensyal na pagkilos na ito ay nangyayari nang mas madalas o mas mabilis o mas mahusay na coordinated, maaari itong magamit upang palakasin ang paghahatid ng signal sa pagitan ng mga cell, ang tinatawag na pang-matagalang potentiation (LTP)

darating: Ang paghahatid ng signal ay pagkatapos ay permanenteng palakasin. Ang mekanismo ng pampalakas na ito ay itinuturing na batayan ng pag-aaral.

Kahit na ang mga epekto ng pangmatagalang potentiation sa loob ng hippocampus ay kilala nang mahabang panahon, sa ngayon ay hindi malinaw kung paano ang mga pagbabago ng synaptic sa istrukturang ito ay maaaring makaapekto sa aktibidad ng buong mga network ng neuron, halimbawa ng mga cortical network, sa labas ng hippocampus. Ang mga siyentipiko sa paligid ng Nikos Logothetis, direktor sa Max Planck Institute for Biological Cybernetics, ay sistematikong nagsaliksik dito sa unang pagkakataon. Ang espesyal sa kanilang pagsusuri ay ang pagsasama-sama ng iba't ibang mga pamamaraan: Habang ang magnetic resonance tomograph ay nagbibigay ng mga larawan ng daloy ng dugo sa utak at samakatuwid ay isang hindi tuwirang sukatan ng aktibidad ng mga malalaking network ng nerbiyos, ang mga electrodes sa utak ay direktang sinusukat ang potensyal na pagkilos at sa gayon ang lakas ng pagpapadaloy ng nerbiyos. Ipinakita na ang paghahatid ng pagpapasigla ay nabuo ay mananatili pagkatapos ng eksperimentong pampasigla. "Nagawa naming ipakita ang pang-matagalang reorganisasyon sa mga network ng nerbiyos dahil sa nagbago na aktibidad sa mga synapses," sabi ni Dr. Mga Canals ng Santiago. Ang mga pagbabago ay masasalamin sa mas mahusay na komunikasyon sa pagitan ng mga hemispheres at sa isang pagtaas ng mga koneksyon sa limbic system at sa cortex. Habang ang cerebral cortex ay may pananagutan para sa pandama na pandama at paggalaw, bukod sa iba pang mga bagay, ang sistema ng limbic ay nagpoproseso ng mga emosyon at magkakasamang responsable para sa pagbuo ng pag-uugali ng drive.

orihinal na publication

Santiago Canals, Michael Beyerlein, Hellmut Merkle at Nikos K. Logothetis: Functional MRI Evidence para sa LTP-Induced Neural Network Reorganization. Kasalukuyang Biology (2009), doi:10.1016/j.cub.2009.01.037

Pinagmulan: Tübingen [mpg]