Beyin bölgeleri yeniden bağlanabilir
Tübingen bilim adamları, beyinde geniş çapta dağılmış sinir ağlarının gerektiğinde temelde yeniden düzenlenebileceğini ilk kez gösterdiler.
Tübingen'deki Max Planck Biyolojik Sibernetik Enstitüsü'nden bilim adamları, hipokampustaki sinir hücrelerini deneysel olarak uyararak, beynin geniş alanlarının aktivitesinin uzun vadede değiştirilebileceğini ilk kez gösterebildiler. Fonksiyonel manyetik rezonans görüntülemeyi mikrostimülasyon ve elektrofizyoloji ile birleştirerek, sıçan önbeyinde büyük nöron popülasyonlarının nasıl yeniden bağlandığını takip edebildiler. Bu beyin alanı, bir şeyi hatırladığımızda veya kendimizi yönlendirdiğimizde aktiftir. Elde edilen bilgiler, öğrenme süreçleri gerçekleştiğinde beynin büyük bölümlerinin değiştiğine dair ilk deneysel kanıttır. (Güncel Biyoloji, 10 Mart 2009)
Bilim adamları, kullanımlarına bağlı olarak değişen sinapsların, sinir hücrelerinin veya tüm beyin alanlarının özelliğine nöronal plastisite diyorlar. Öğrenme ve hafıza süreçleri için temel bir mekanizmadır. Hebb öğrenme kuralı (1949), bu fenomeni, paylaşılan sinapslara sahip nöronal ağlarda zaten açıklamaktadır: Psikolog Donald Olding Hebb'in varsayımına göre, bir sinir hücresi B bir sinir hücresini sürekli ve tekrar tekrar uyarıyorsa, sinaps böyle bir durumda değişir. sinyal iletiminin daha verimli hale gelmesinin yolu. Bu alıcı nörondaki zar potansiyelini arttırır. Birkaç dakikadan bir ömür boyu sürebilen bu öğrenme süreci, hipokampusta yoğun bir şekilde araştırılmıştır.
O zamandan beri çok sayıda çalışma, hipokampusun hayvanlarda ve insanlarda hafıza ve uzaysal oryantasyon için önemli olduğunu göstermiştir. Serebral korteks gibi, hipokampus da sinapslarla birbirine bağlanan milyonlarca nörondan oluşur. Sinir hücreleri, "aksiyon potansiyelleri" adı verilen, göndericiden alıcı hücreye iletilen elektriksel uyarılar aracılığıyla birbirleriyle iletişim kurar. Bu aksiyon potansiyelleri daha sık, daha hızlı veya daha iyi koordineli bir şekilde ortaya çıkarsa, hücreler arasındaki sinyal iletimi güçlendirilebilir, buna uzun vadeli güçlenme (LTP - uzun süreli güçlenme) adı verilir.
come: Sinyalin iletimi daha sonra kalıcı olarak güçlendirilir. Bu pekiştirmenin mekanizması, öğrenmenin temeli olarak kabul edilir.
Hipokampus içindeki uzun süreli güçlenmenin etkileri uzun zamandır bilinmesine rağmen, bu yapıdaki sinaptik değişikliklerin hipokampus dışındaki kortikal ağlar gibi tüm nöron ağlarının aktivitesini nasıl etkileyebileceği daha önce belirsizdi. Max Planck Biyolojik Sibernetik Enstitüsü Direktörü Nikos Logothetis liderliğindeki bilim adamları, şimdi bunu ilk kez sistematik olarak araştırdılar. Araştırmalarında özel olan şey, farklı yöntemlerin birleşimidir: Manyetik rezonans tomografisi beyindeki kan akışının görüntülerini sağlarken ve bu nedenle büyük sinir ağlarının aktivitesinin dolaylı bir ölçüsüyken, beyindeki elektrotlar doğrudan aksiyon potansiyellerini ölçer. ve böylece sinir iletiminin gücü. Deneysel uyarımdan sonra, bu şekilde oluşturulan uyarı iletimindeki artışın korunduğu gösterilmiştir. Dr., "Sinapslardaki değişen aktivite nedeniyle sinir ağlarında uzun vadeli yeniden yapılanmayı gösterebildik" dedi. Santiago Kanalları. Değişiklikler, hemisferler arasındaki daha iyi iletişimde ve limbik sistemdeki ve serebral korteksteki devrelerin güçlendirilmesinde yansıtıldı. Serebral korteks, diğer şeylerin yanı sıra duyusal algı ve hareketten sorumluyken, limbik sistem duyguları işler ve sürücü davranışının gelişiminden müşterek olarak sorumludur.
orijinal yayın
Santiago Kanalları, Michael Beyerlein, Hellmut Merkle ve Nikos K. Logothetis: LTP ile İndüklenen Sinir Ağı Yeniden Düzenlemesi için Fonksiyonel MRI Kanıtı. Güncel Biyoloji (2009), doi:10.1016/j.cub.2009.01.037
Kaynak: Tübingen [ mpg ]
