神秘的“僵屍神經元”解開了大腦學習的秘密

知新了了 2024-04-08 11:34:47

研究老鼠學習能力的科學家無意中在大腦中遇到了“僵屍神經元” —— 這可不是食肉、傳播病毒的怪物,而是功能上是活著的,但停止了正常相互作用的細胞。更重要的是,它們爲大腦的學習過程提供了新的視角。

來自葡萄牙的一個研究小組,在研究大腦中小腦如何從周圍環境中學習時發現了這些細胞。

小腦處理與運動有關的感覺信息。它幫助我們在擁擠的街道上順利行走,或者拿起一杯飲料而不灑出來,它對學習也很重要:所以如果我們撞到什麽東西,我們知道如何改進我們的動作,以避免下一次發生這種情況。這項新研究的主題是這種學習究竟是如何發生的。

利用光遺傳學,細胞被光操縱,再加上老鼠的學習任務,研究人員能夠展示小腦輸入的關鍵作用,這種輸入被稱爲“攀爬纖維”。

來自尚帕裏莫未知研究中心的神經科學家塔蒂亞娜·席爾瓦(Tatiana Silva)說:“當我們在呈現視覺提示時持續刺激攀爬纖維後,老鼠學會了對該提示做出反應 —— 即使在沒有刺激的情況下也是如此。”

“這證明了這些纖維足以驅動這種類型的聯想學習。”

長期以來,人們一直認爲攀爬纖維在某種程度上與學習有關,這是更多的證據,可能會澄清圍繞它們的作用的一些困惑和爭議。以同樣方式操作的其他類型的腦細胞,對小鼠的學習能力沒有同樣的影響。

然後,研究人員注意到僵屍神經元效應。引入光敏蛋白通道視紫紅質-2(ChR2)作爲光遺傳學操作的一部分,基本上使攀爬纖維細胞僵屍化。

也就是說,從某種意義上說,它們是活著的,它們仍然活躍,像神經元通常那樣放電 —— 但這些信息沒有被傳遞出去。它們不知何故與其他神經回路斷開了連接,阻止了老鼠的學習能力。

來自錢帕裏莫未知研究中心的神經學家梅根·凱裏(Megan Carey)說:“事實證明,在攀爬纖維中引入ChR2改變了它們的自然屬性,使它們無法對標准的感覺刺激做出適當反應,比如吹氣。”

“這反過來又完全阻礙了動物的學習能力。”

我們現在對小腦的學習機制有了更精確的認識。考慮到老鼠和人類大腦之間的相似之處,我們有理由假設它們的工作過程是相同的。

關于大腦的科學,以及它所需要學習的一切,繼續讓人著迷。當你考慮到它如何隨著時間的推移而適應和變化時,它就更令人印象深刻了,當然,更多地了解它也有助于我們保護它。

凱裏說:“這些結果是迄今爲止最令人信服的證據,證明攀登纖維信號對小腦聯想學習至關重要。”

“我們的下一步包括理解爲什麽ChR2表達會導致神經元的‘僵屍化’,並確定我們的發現是否適用于其他形式的小腦學習。”

這項研究發表在《自然神經科學》雜志上。

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评论列表
  • 2024-04-09 08:11

    念念永恒…處處無限…點點全能…此乃神技…

知新了了

簡介:專注于新知、科普及趣聞的傳播,日耕不辍,天天新鮮。