santrauka: Naujas tyrimas patvirtina seną posakį „praktika daro tobulą“. Mokslininkai naudojo pažangiausias technologijas, kad stebėtų 73 000 pelių neuronų, kai jie mokėsi užduotį. Jie nustatė, kad pakartotinė praktika sustiprina neuroninius kelius, paverčiant nestabilias atminties reprezentacijas į stabilias reprezentacijas, o tai pagerina našumą ir meistriškumą.

Pagrindiniai faktai:

• Kartotinė praktika sustiprina ir stabilizuoja smegenų nervinius kelius.
• Šių atminties grandinių „kristalizavimas“ pagerina įgytų įgūdžių tikslumą ir spontaniškumą.
• Tyrime buvo naudojama naujoviška optinė mikroskopija, kad būtų galima vizualizuoti neuronų veiklą realiu laiku

šaltinis: Rokfelerio universitetas

Remiantis nauju tyrimu, kurį atliko Rokfelerio universiteto ir Kalifornijos universiteto mokslininkai, „praktika daro tobulą“ nėra tik klišė. Vietoj to, tai yra užduoties įveikimo receptas, nes veiklos kartojimas nuolat stiprina nervų sistemą jūsų smegenyse.

Kaip jie aprašo gamtaMokslininkai naudojo sudėtingą techniką, kurią sukūrė Rokfelerio Ali Pasha Waziri, norėdami vienu metu stebėti 73 000 žievės neuronų pelėse, o gyvūnai mokėsi ir kartojo tam tikrą užduotį per dvi savaites.

Tyrimas atskleidė, kad darbinėse atminties grandinėse atminties vaizdavimas keičiasi iš nestabilios į standžią, o tai leidžia suprasti, kodėl po pakartotinės praktikos veikimas tampa tikslesnis ir automatiškesnis.

„Šiame darbe parodome, kaip praktikuojant gerėja darbinė atmintis – smegenų gebėjimas išlaikyti ir apdoroti informaciją“, – sako Rokfelerio neuromokslų ir biofizikos laboratorijos vadovas Waziri.

„Tikimės, kad šios įžvalgos ne tik pagerins mūsų supratimą apie mokymąsi ir atmintį, bet ir turės įtakos su atmintimi susijusių sutrikimų gydymui.

Įsivaizduokite iššūkius

Darbinė atmintis yra būtina įvairioms kognityvinėms funkcijoms, tačiau atminties formavimo, išsaugojimo ir atkūrimo mechanizmai, leidžiantys mums atlikti anksčiau atliktą užduotį, nereikia jos mokytis iš naujo, ilgą laiką lieka neaiškūs.

Atliekant dabartinį tyrimą, mokslininkai norėjo stebėti darbinės atminties reprezentacijų stabilumą laikui bėgant ir kokį vaidmenį šios reprezentacijos vaidino gebėjimui sumaniai atlikti užduotį pagal užuominą.

Norėdami tai padaryti, jie siekė pakartotinai įrašyti pelių neuronų grupes per gana ilgą laikotarpį, kol gyvūnai mokosi ir tampa tam tikros užduoties ekspertais.

Tačiau jie susidūrė su didžiuliu iššūkiu: techniniai apribojimai trukdė vaizduoti daugelio neuronų aktyvumą smegenyse realiu laiku, ilgesnį laiką ir bet kuriame žievės audinių gylyje.

Kalifornijos universiteto mokslininkai kreipėsi į Waziri, kuris sukūrė smegenų vaizdavimo metodus, kurie yra vieni iš vienintelių įrankių, galinčių labai tiksliai ir greitai užfiksuoti didžiąją pelės žievės dalį realiuoju laiku.

Waziri pasiūlė jiems naudoti šviesos granulių mikroskopiją (LBM), jo sukurtą didelės spartos tūrinio vaizdo gavimo metodiką, leidžiančią atlikti ląstelių analizę in vivo, kad būtų galima registruoti iki milijono neuronų neuronų populiacijų aktyvumą – 100 kartų padidėjusį skaičių. neuronų. Kuris gali būti įrašytas vienu metu.

Nervų transformacijos

Dabartiniame tyrime tyrėjai naudojo LBM, norėdami vaizduoti 73 000 pelių neuronų ląstelių aktyvumą vienu metu skirtinguose žievės gyliuose ir stebėjo tų pačių neuronų aktyvumą per dvi savaites, kai gyvūnai identifikavo, prisiminė ir kartojo kvapų serija. .

Jie nustatė, kad darbo atminties grandinės pasislinko, kai pelės įvaldė teisingą seką. Iš pradžių grandinės buvo nestabilios, tačiau pelėms pakartotinai atliekant užduotį, grandinės pradėjo stabilizuotis ir kietėti.

„Tai yra tai, ką mes vadiname” kristalizacija „, – sako Waziri. „Rezultatai iš esmės rodo, kad pakartotinis mokymas ne tik sustiprina įgūdžius, bet ir lemia esminius smegenų atminties grandinių pokyčius, todėl veikimas tampa tikslesnis ir automatiškesnis.

„Jei įsivaizduojate, kad kiekvienas smegenų neuronas skleidžia skirtingą toną, tai melodija, kurią smegenys generuoja atlikdamos užduotį, keitėsi kiekvieną dieną, bet vėliau tapo tikslesnė ir panašesnė, kai gyvūnai tęsė užduotį. “ – priduria atitinkamas autorius ir neurologas iš UCLA Peyman Golshani.

Svarbu tai, kad kai kurie šių atradimų aspektai yra unikalūs dėl gilių ir plačių LBM audinių vaizdavimo galimybių. Iš pradžių mokslininkai naudojo standartinį dviejų fotonų mažesnių neuronų populiacijų vaizdą aukštesniuose žievės sluoksniuose, tačiau nepavyko rasti atminties konsolidavimo įrodymų.

Tačiau kai jie panaudojo LBM įrašymui iš daugiau nei 70 000 neuronų gilesniuose žievės regionuose, jie sugebėjo stebėti darbo atminties vaizdų kristalizaciją, kuri lydėjo pelių vis didėjantį užduoties įvaldymą.

„Ateityje galime atkreipti dėmesį į skirtingų neuronų tipų, dalyvaujančių tarpininkaujant šiam mechanizmui, vaidmenį, ypač skirtingų tipų interneuronų sąveiką su sužadinimo ląstelėmis“, – sako Waziri.

„Mums taip pat įdomu suprasti, kaip mokymasis įgyvendinamas ir perkeliamas į naują kontekstą, t. y. kaip smegenys gali apibendrinti nuo išmoktos užduoties iki kokios nors naujos, nežinomos problemos.

Apie šią atminties tyrimų naujieną

autorius: Catherine Vines
šaltinis: Rokfelerio universitetas
bendravimas: Catherine Vins – Rokfelerio universitetas
paveikslėlis: Vaizdas įtrauktas į Neuroscience News

Originali paieška: Atvira prieiga.
“Lakios darbinės atminties reprezentacijos kristalizuojasi praktikuojant„Parašė Alibasha Vaziri ir kiti. gamta

Santrauka

Lakios darbinės atminties reprezentacijos kristalizuojasi praktikuojant

Darbinė atmintis, procesas, kurio metu informacija išlaikoma ir apdorojama trumpą laiką, yra būtina daugeliui pažinimo funkcijų.

Tačiau mechanizmai, kuriais grindžiami neuroninių darbinės atminties vaizdų generavimas ir raida gyventojų lygmeniu per ilgą laiką, lieka neaiškūs.

Norėdami nustatyti šiuos mechanizmus, apmokėme žiurkes, pritvirtintas prie galvos, atlikti uždelstą uoslės asociacijos užduotį, kai žiurkės priima sprendimus, remdamosi dviejų kvapų, atskirtų 5 s vėlavimu, nuoseklumu.

Vizualinis antrinių motorinių neuronų slopinimas vėlyvaisiais vėlavimo laikotarpiais ir pasirinkimo epochomis labai pablogino žiurkių užduočių atlikimą.

Endoskopinis didelių neuronų populiacijų vaizdavimas antrinėje motorinėje žievėje (M2), retrosplenialinėje žievėje (RSA) ir pirminėje motorinėje žievėje (M1) parodė, kad žiurkėms išmokus užduotį M2 atsirado daug vėlai selektyvių neuronų.

Uždelsto darbinės atminties dekodavimo tikslumas žymiai pagerėjo M2, bet ne M1 ar RSA, kur žiurkės tapo ekspertais.

Ankstyvosios ekspertų fazės metu darbinės atminties vaizdiniai vėlyvuoju vėlavimo laikotarpiu svyravo per dienas, o stimulų ir pasirinkimo reprezentacijos stabilizavosi.

Priešingai nei vieno sluoksnio 2/3 (L2/3) vaizdavimas, vienu metu tiriant iki 73 307 M2 neuronų, įskaitant paviršinius L5 neuronus, tūrinis kalcio vaizdavimas taip pat atskleidė vėlyvosios darbinės atminties vaizdų stabilizavimą tęsiantis praktikai.

Taigi su vėlavimu ir pasirinkimu susijusios veiklos, kurios yra būtinos darbinei atminčiai, mokymosi metu nukrypsta ir stabilizuojasi tik praėjus kelioms dienoms po eksperto atlikimo.