Stari nevroni, ki nadzorujejo navade, imajo lahko tudi ključno vlogo pri učenju novih akcij

Predstavljajte si, da delate v računalniku in vnesete isto dolgo geslo, ki ste ga leta uporabljali za dostop do e -pošte. Po navadi, to zaporedje izvajate skoraj nezavedno. Potem pa, nekega dne, naletiš na bližnjico. Je hitrejši, vendar vključuje učenje in zapomnitev novega niza pritiskov tipk.

V študiji glodalcev, Znanstveniki z medicinske šole Icahn na gori Sinaj so odkrili, da ima lahko del možganov, za katere se domneva, da nadzorujejo tipkanje starega zaporedja, tudi ključno vlogo pri učenju novega. Rezultati, objavljeno 25. avgusta ^th v Nature Communications , kažejo, da ta proces vključuje občutljivo ravnovesje v dejavnostih dveh sosednjih nevronskih vezij:enega, namenjenega novim dejanjem, in drugega starim navadam.

Že leta so znanstveniki mislili, da so navade in učenje novega, nagrajevalna dejanja so najverjetneje nadzorovali različni deli možganov. Presenetljivo, ugotovili smo, da lahko področje možganov, za katerega se tradicionalno misli, da je specializirano za izražanje starih navad, pomaga tudi možganom pri učenju novih dejanj. Končno, upamo, da bodo ti rezultati zagotovili nov vpogled v možganske celice in vezja, ki so podlaga za različne motnje, ki vključujejo nenormalnosti pri nadzoru naših dejanj, vključno s Parkinsonovo boleznijo in odvisnostjo od drog. "

Paul J. Kenny, Doktor znanosti, profesor Ward-Coleman in predsednik oddelka za nevroznanost družine Nash na gori Sinaj in višji avtor prispevka

Študijo je vodil Alexander C. W. Smith, Doktor znanosti, inštruktor v Kennyjevem laboratoriju, in Sietse Jonkman, Doktor znanosti, nekdanji podoktorski sodelavec na gori Sinaj.

Akcijsko učenje se zgodi, ko nekaj počnete, kot premikanje predmeta, prinaša korist, na primer iskanje hrane ali izogibanje sovražniku. V tej študiji je raziskovalci so preučili vlogo, ki jo ima striatum pri tej vrsti učenja. Nahaja se globoko v možganih, znano je, da striatum sodeluje pri nadzoru gibov in dejanj.

"Čeprav so znanstveniki domnevali, da je striat vključen v akcijsko učenje, malo jih je dejansko preizkusilo to idejo, "je rekel dr. Jonkman." Želeli smo poglobljeno pogledati striatna vezja, ki bi lahko bila vključena v učenje akcije. "

Storiti to, raziskovalci so preizkusili sposobnost lačnih glodalcev, da najdejo hrano. Prvi dan poskusov, glodalce so dali v posebno kletko in jih s pritiskom na ročico razpršilca ​​naučili zaslužiti hrano. Vsakič, ko je poskusni glodalec pritisnil na ročico, je prejel pelet, medtem ko kontrolni glodalci niso prejeli nobenega. Dva dni kasneje, raziskovalci so preizkusili učenje tako, da so glodalce vrnili v posebno kletko. Enkrat v kletki, poskusni glodalci so močno pritisnili na ročico, čeprav ta ni več dostavljala hrane, nakazujejo, da so se novega dejanja uspešno naučili, ker bi nadzorni glodalci iskali povsod in le nekajkrat pritisnili na ročico.

V različnih obdobjih med poskusi je raziskovalci so preučevali nevronsko aktivnost v možganih glodalcev. Ugotovili so, da je takoj po treningu nevroni na določenih področjih striatuma so bili pri poskusnih glodalcih bolj aktivni kot tisti v kontrolni skupini. To je bilo obdobje, ko je znano, da je shranjen spomin na novo naučeno dejanje, ali kodirano, v možganih za kasnejšo uporabo. Predvsem, to so opazili v dorzolateralnem striatumu, zadnji dorzomedialni striatum, in nucleus accumbens, kar kaže, da so ta področja igrala vlogo pri učenju.

Če želite to dodatno preizkusiti, raziskovalci so v vsako območje vbrizgali drogo, anisomicin, ki celicam preprečuje proizvodnjo beljakovin, potrebnih za dolgoročno shranjevanje spomina. Zdravilo so si injicirali takoj po treningu ali šest ur kasneje, čas, ko bi morali biti že proizvedeni novi proteini, potrebni za shranjevanje pomnilnika. Nepričakovano, raziskovalci so ugotovili, da je zdravilo le motilo sposobnost živali, da si zapomnijo novo dejanje, ko so ga vbrizgali v dorzolateralni striat takoj po treningu. Injekcije na katera koli druga področja niso vplivale na učenje.

"Presenečeni smo nad temi rezultati. Tradicionalno, meni se, da akcijsko učenje kodira zadnji dorzomedialni striatum, medtem ko dorzolateralni striatum skrbi le za navade. Ampak tega nismo videli, "je dejal dr. Smith." Namesto tega so naši rezultati pokazali, da poleg uravnavanja navad, dorsolateralni striatum prav tako utrdi učenje o akcijah takoj po tem, ko se je naučil novega dejanja. "

Nadaljnji poskusi so to idejo podprli. Na primer, kemična blokada aktivnosti nevronov v dorzolateralnem striatumu kmalu po vadbi je tudi preprečila, da bi se glodalci spomnili uporabe ročice za pridobivanje hrane.

Končno, ko so si raziskovalci podrobneje ogledali to področje, ugotovili so, da lahko učenje nadzirata dva sosednja in nasprotujoča si nevronska vezja, za katera je znano, da se odzivajo na nevrotransmiter dopamin. V enem krogu, se je aktivnost celic, imenovanih srednji bodicni nevroni receptorja D1, povečala takoj po treningu, in zaviranje teh celic je oviralo učenje. V nasprotju, aktivnost drugih celic, imenovani srednje trni nevroni receptorja D2, po treningu in blokiranju njihove dejavnosti so povečali sposobnost živali, da si zapomnijo novo dejanje. V ločenem nizu poskusov so raziskovalci ugotovili, da blokiranje aktivnosti nevronov D2 preprečuje glodalcem, da pokažejo prej naučene navade.

"Naši rezultati kažejo, da obstaja občutljivo ravnovesje med učenjem novih akcij in izražanjem starih navad, ki ga nadzira aktivnost yin-yang dveh različnih populacij nevronov v dorzolateralnem striatumu, "je rekel dr. Kenny." V ​​prihodnosti bo nameravamo preučiti, kako motnja tega ravnovesja prispeva k neprilagojenim ukrepom pri možganskih motnjah. "

• Cepivo proti COVID-19 povzroči odziv protiteles pri skoraj 9 od 10 ljudi, ki jemljejo imunosupresive
• Črevesni mikroorganizmi pomagajo uravnavati protitumorske imunske odzive na radioterapijo,