A régi szokásokat kontrolláló idegsejtek szintén kritikus szerepet játszhatnak az új cselekvési tanulásban

A tudósok évekig úgy gondolták, hogy a szokások és az új tanulás, a jutalmazó cselekedeteket nagy valószínűséggel az agy különböző részei irányították. Meglepően, azt találtuk, hogy egy agyterület, amelyet hagyományosan a régi szokások kifejezésére specializáltak, segíthet az agynak új cselekvések elsajátításában. Végül, reméljük, hogy ezek az eredmények új betekintést nyújtanak az agysejtekbe és áramkörökbe, amelyek számos olyan rendellenesség alapját képezik, amelyek rendellenességekkel járnak a cselekvéseink irányításában, beleértve a Parkinson -kórt és a kábítószer -függőséget. "

Paul J. Kenny, PhD, a Ward-Coleman professzor és a Nash családi idegtudományi tanszékének elnöke a Sínai-hegyen és a tanulmány vezető szerzője

A tanulmányt Alexander C. W. Smith vezette, PhD, oktató a Kenny laborban, és Sietse Jonkman, PhD, volt posztdoktori ösztöndíjas a Sínai -hegyen.

A cselekvési tanulás akkor történik, amikor valamit teszünk, mint egy tárgy mozgatása, hasznot hoz, például élelmet találni vagy elkerülni az ellenséget. Ebben a tanulmányban, a kutatók azt vizsgálták, hogy a striatum milyen szerepet játszik az ilyen típusú tanulásban. Az agy mélyén helyezkedik el, a striatumról ismert, hogy részt vesz a mozgások és cselekvések irányításában.

"Bár a tudósok feltételezték, hogy a striatum részt vesz az akciótanulásban, Kevesen tesztelték ezt az ötletet, -mondta Dr. Jonkman.-Mélyen meg akartuk vizsgálni azokat a striatális áramköröket, amelyek a cselekvési tanulásban szerepet játszhatnak.

Ezt csináld meg, a kutatók tesztelték az éhes rágcsálók élelemkeresési képességét. Az egyik kísérlet napján, a rágcsálókat egy speciális ketrecbe helyezték, és az adagoló kar megnyomásával képezték ki, hogy élelmet szerezzenek. Minden alkalommal, amikor egy kísérleti rágcsáló megnyomta a kart, étel pelletet kapott, míg a kontroll rágcsáló nem kapott. Két nappal később, a kutatók úgy tesztelték a tanulást, hogy visszatették a rágcsálókat a speciális ketrecbe. Egyszer a ketrecben, a kísérleti rágcsálók erőteljesen nyomták a kart, annak ellenére, hogy már nem szállított ételt, jelezve, hogy sikeresen megtanulták az új cselekvést, míg a kontroll rágcsálók körbenéztek, és csak néhányszor nyomták meg a kart.

A kísérletek során különböző időpontokban, a kutatók a rágcsálók agyának idegi aktivitását vizsgálták. Azt találták, hogy közvetlenül az edzés után, a striatum bizonyos területein lévő neuronok aktívabbak voltak a kísérleti rágcsálókban, mint a kontrollcsoportban. Ez volt az az időszak, amikor az újonnan megtanult cselekvés emlékei tárolva voltak, vagy kódolva, az agyban későbbi használatra. Leginkább, ez látható volt a dorsolateralis striatumban, a hátsó dorsomedialis striatum, és a nucleus accumbens, azt sugallva, hogy ezek a területek szerepet játszottak a tanulásban.

Ennek további teszteléséhez a kutatók minden területre beadtak egy gyógyszert, anizomicin, ami megakadályozza a sejteket a hosszú távú memória tárolásához szükséges fehérjék előállításában. A gyógyszert vagy közvetlenül az edzés után, vagy hat órával később injektálták. amikor a memória tárolásához szükséges új fehérjéket már elő kellett volna állítani. Váratlanul, a kutatók azt találták, hogy a gyógyszer csak akkor zavarta meg az állatok azon képességét, hogy emlékezzenek az új akcióra, amikor közvetlenül az edzés után a dorsolateralis striatumba injektálták. A más területekre adott injekciók nem voltak hatással a tanulásra.

"Meglepődtünk ezeken az eredményeken. Hagyományosan úgy gondolják, hogy az akciótanulást a hátsó dorsomedialis striatum kódolja, míg a dorsolateralis striatum csak a szokásokról gondoskodik. De nem ezt láttuk, "mondta Dr. Smith." Ehelyett eredményeink azt sugallták, hogy a szokások szabályozása mellett, a dorsolateralis striatum az új cselekvés megtanulása után azonnal megszilárdítja a cselekvéstanulást is. "

További kísérletek támogatták ezt az elképzelést. Például, az idegsejtek aktivitásának kémiai gátlása a dorsolateralis striatumban röviddel egy edzés után azt is megakadályozta, hogy a rágcsálók emlékezzenek arra, hogy a kar segítségével táplálékot szerezzenek be.

Végül, amikor a kutatók közelebbről megvizsgálták ezt a területet, azt találták, hogy a tanulást két szomszédos és ellensúlyozó neurális áramkör irányíthatja, amelyekről ismert, hogy reagálnak a dopamin neurotranszmitterre. Egy körben, a D1 receptor közepes tüskés neuronoknak nevezett sejtek aktivitása közvetlenül edzés után emelkedett, és ezeknek a sejteknek a gátlása akadályozta a tanulást. Ellentétben, a többi sejt aktivitása, D2 receptor közepes tüskés neuronoknak nevezik, az edzés után elcsendesedett és tevékenységük blokkolása fokozta az állatok képességét az új cselekvés emlékezésére. Egy külön kísérletsorozatban a kutatók azt találták, hogy a D2 neuronok aktivitásának gátlása megakadályozta a rágcsálókat abban, hogy megjelenjenek a korábban megtanult szokások.

"Eredményeink arra utalnak, hogy finom egyensúly van az új cselekvési tanulás és a régi szokások kifejezése között, amelyet két különböző neuronpopuláció yin-jang aktivitása szabályoz a dorsolaterális striatumban, - mondta Dr. Kenny. - A jövőben azt tervezzük, hogy tanulmányozzuk, hogy ennek az egyensúlynak a megzavarása hogyan járul hozzá az agyi rendellenességek rossz alkalmazkodásához. "

• A COVID-19 vakcina 10-ből közel 9 emberben vált ki antitestválaszt immunszuppresszánsokat szedő betegeknél
• A bél mikroorganizmusok segítenek szabályozni a sugárkezelésre adott daganatellenes immunválaszt,