Przecław News

Informacje o Polsce. Wybierz tematy, o których chcesz dowiedzieć się więcej w Wiadomościach Przecławia.

Obwód mózgu w przednim wzgórzu jest niezbędny do zapamiętania, jak poruszać się po labiryncie

Gdy ludzie się starzeją, ich pamięć robocza często spada, co utrudnia wykonywanie codziennych zadań. Głównym obszarem mózgu związanym z tym typem pamięci jest przedni wzgórze, które jest głównie zaangażowane w pamięć przestrzenną -; Pamięć o naszym otoczeniu i o tym, jak się po nich poruszać.

W badaniu na myszach naukowcy z MIT zidentyfikowali obwód w przednim wzgórzu, który jest niezbędny do zapamiętania, jak poruszać się po labiryncie. Naukowcy odkryli również, że ten obwód jest uszkodzony u starszych myszy, ale zwiększenie jego aktywności znacznie poprawia ich zdolność do prawidłowego poruszania się po labiryncie.

Naukowcy twierdzą, że obszar ten może stanowić obiecujący cel terapii, które mogą pomóc odwrócić utratę pamięci u osób starszych, bez wpływu na inne części mózgu.

„Dzięki zrozumieniu, w jaki sposób wzgórze kontroluje produkcję korową, mamy nadzieję znaleźć bardziej konkretne i wykonalne cele w tym regionie, zamiast ogólnie modulować korę przedczołową, która pełni wiele różnych funkcji” – mówią Gubeng Feng, James W i Patricia T. Poitras profesor nauk o mózgu i kognitywnych na MIT, członek Broad Institute na Harvardzie i MIT oraz zastępca dyrektora McGovern Institute for Brain Research na MIT.

Feng jest głównym autorem badania, które ukazuje się dziś w Materiały Narodowej Akademii Nauk. Dheeraj Roy, laureat NIH K99 i członek McGovern w Broad Institute oraz Ying Zhang, J.

pamięć przestrzenna

Wzgórze, niewielka struktura zlokalizowana w pobliżu centrum mózgu, wspomaga pamięć roboczą i wiele innych funkcji wykonawczych, takich jak planowanie i uwaga. Laboratorium Fenga niedawno zbadało region wzgórza zwany wzgórzem przednim, który odgrywa ważną rolę w pamięci i nawigacji przestrzennej.

Wcześniejsze badania na szczurach wykazały, że uszkodzenie przedniego wzgórza prowadzi do upośledzenia przestrzennej pamięci roboczej. U ludzi badania wykazały związany z wiekiem spadek aktywności podwzgórzowo-czołowej, co wiąże się z niższą wydajnością zadań związanych z pamięcią przestrzenną.

READ  Naukowcy twierdzą, że jądro Ziemi może ochładzać się szybciej, niż sądzili

Wzgórze przednie dzieli się na trzy sekcje: brzuszną, grzbietową i przyśrodkową. W badaniu opublikowanym w zeszłym roku Feng, Rui i Zhang zbadali rolę przedniego wzgórza (AD) i przedniego wzgórza brzusznego (AV) w tworzeniu pamięci. Odkryli, że wzgórze AD bierze udział w tworzeniu mentalnych map przestrzeni fizycznych, podczas gdy wzgórze AV pomaga mózgowi odróżnić te wspomnienia od innych wspomnień z podobnych przestrzeni.

W swoim nowym badaniu naukowcy chcieli dokładniej przyjrzeć się tętniczo-żylnemu wzgórzu i zbadać jego rolę w zadaniu przestrzennej pamięci roboczej. Aby to zrobić, wyszkolili szczury, aby biegały po prostym labiryncie w kształcie litery T. Na początku każdej próby szczury biegały, aż osiągnęły T. Jedno ramię zostało zablokowane, zmuszając je do biegania na drugim. Następnie myszy ponownie umieszczono w labiryncie z otwartymi ramionami. Myszy były nagradzane, jeśli wybrały przeciwną rękę z pierwszej rundy. Oznacza to, że aby podjąć właściwą decyzję, musieli pamiętać, jak wypadli w poprzedniej rundzie.

Podczas gdy myszy wykonywały zadanie, naukowcy wykorzystali optogenetykę do tłumienia aktywności neuronów AV lub AD podczas trzech różnych części zadania: fazy próbkowania, która ma miejsce podczas pierwszego uruchomienia; faza opóźnienia, podczas oczekiwania na drugie uruchomienie; oraz faza selekcji, kiedy szczury podejmują decyzję o kierunku rotacji podczas drugiej rundy.

Naukowcy odkryli, że hamowanie neuronów AV podczas fazy próbkowania lub selekcji nie miało wpływu na wydajność myszy, ale kiedy tłumiły aktywność AV podczas fazy opóźnienia, która trwała 10 sekund lub dłużej, myszy radziły sobie znacznie gorzej w zadaniu.

Wskazuje to, że neurony AV są najważniejsze do zapamiętywania informacji, gdy są one potrzebne do wykonania zadania. W przeciwieństwie do tego, hamowanie neuronów AD zaburzało wydajność podczas fazy próbki, ale miało niewielki wpływ na fazę opóźnienia. To odkrycie było zgodne z wcześniejszymi badaniami zespołu badawczego, które wykazały, że neurony aferentne biorą udział w tworzeniu wspomnień przestrzeni fizycznej.

READ  Najbezpieczniejsze miejsce na świecie? Vermont prowadzi w amerykańskim wyścigu szczepionkowym

„Przednie wzgórze jest na ogół obszarem uczenia się przestrzennego, ale neurony brzuszne wydają się być niezbędne w tym okresie podtrzymującym, podczas tego krótkiego opóźnienia” – mówi Roy. „Teraz mamy dwie podsekcje w przednim wzgórzu: jedną, która wydaje się pomagać w uczeniu się kontekstowym, a drugą, która faktycznie pomaga zachować te informacje”.

pogorszenie związane z wiekiem

Następnie naukowcy przetestowali wpływ wieku na ten obwód. Odkryli, że starsze myszy (14 miesięcy) radziły sobie gorzej w zadaniu labiryntu T i że neurony AV były mniej pobudliwe. Jednak gdy naukowcy sztucznie stymulowali te neurony, wydajność myszy w zadaniu znacznie się poprawiła.

Innym sposobem na poprawę wydajności tego zadania pamięciowego jest stymulacja kory przedczołowej, która również ulega osłabieniu związanemu z wiekiem. Jednak naukowcy odkryli, że aktywacja kory przedczołowej również zwiększała poziom lęku u myszy.

„Jeśli bezpośrednio aktywujemy neurony w przyśrodkowej korze przedczołowej, wywoła to również zachowania związane z lękiem, ale nie nastąpi to podczas aktywacji AV” – mówi Zhang. „Jest to zaleta aktywacji AV w porównaniu z korą przedczołową”.

Naukowcy twierdzą, że jeśli można zastosować nieinwazyjną lub minimalnie inwazyjną technikę do stymulowania tych neuronów w ludzkim mózgu, może to pomóc w zapobieganiu związanemu z wiekiem spadkowi pamięci. Obecnie planują przeprowadzić sekwencjonowanie jednokomórkowych RNA neuronów w przednim wzgórzu, aby znaleźć sygnatury genetyczne, które można wykorzystać do identyfikacji komórek, które uzyskają najlepsze wyniki.

Badania zostały częściowo sfinansowane przez Stanley Center for Psychiatric Research w Broad Institute oraz Hock et Tan i K. Lisa Yang z badań nad autyzmem w Massachusetts Institute of Technology oraz James and Patricia Poitras Center for Mental Disorders Research w Massachusetts Institute of Technology. .

źródło:

Numer czasopisma: