“رویداد” در سلول های مغز کمک به سازماندهی حافظه به معنی بخش

ما خاطره ای از حوادث است که معمولا مانند یک پخش ویدئو دیجیتال از یک دوربین امنیتی—غیر فعال مشاهده است که صادقانه بازسازی فضایی حسی و جزئیات همه چیز را که اتفاق افتاده است. اغلب حافظه بخش آنچه ما تجربه به یک رشته گسسته متصل حوادث. برای مثال شما ممکن است به یاد داشته باشید که شما رفت و برای یک پیاده روی قبل از ناهار در یک زمان معین در هفته گذشته بدون یادآوری بطری نوشابه پراکنده در پیاده رو کلاغ cawing در بلوط درخت در حیاط یا روی سالاد مرغ ساندویچ می خوردند پس از بازگشت خود را. ذهن خود را تعیین روانی سبد برای “راه رفتن” و پس از آن بن برای “ناهار” که یک بار دیده, را, بسیاری از این جزئیات در دسترس است. به این ترتیب پرسش از اینکه چگونه مغز انجام چنین طبقه بندی شده است.

یک مطالعه جدید که توسط عصب شناسی Susumu Tonegawa از موسسه تکنولوژی ماساچوست و همکارانش ادعا می کند کشف کرده اند عصبی پردازش است که باعث می شود این سازمان از حافظه به گسسته واحد ممکن است. این کار عواقبی برای درک این که چگونه انسان تعمیم دانش و آن را می تواند کمک به تلاش برای توسعه هوش مصنوعی و سیستم های که سریع تر یاد بگیرند.

یک منطقه مغز به نام هیپوکامپ حیاتی است برای شکل گیری حافظه و همچنین به نظر می رسد درگیر در ناوبری. سلول های عصبی در هیپوکامپ به نام “محل” سلول های انتخابی پاسخ به بودن در مکان های خاص تشکیل یک نقشه شناختی از محیط زیست است. چنین اطلاعات مکانی است که به وضوح مهم برای “اپیزودیک” (شرح حال و نه واقعی) حافظه است. اما تا هم جنبه های دیگر تجربه مانند تغییر ورودی های حسی. شواهدی وجود دارد که سلول های عصبی در هیپوکامپ رمز حسی تغییرات با تغییر فرکانس که در آن, آنها, آتش, پدیده ای به نام “رای remapping.” با توجه به تحقیقات عصب شناسی لورن فرانک از دانشگاه کالیفرنیا در سان فرانسیسکو و همکارانش از جمله تغییرات نیز ممکن است رمزگذاری اطلاعات در مورد که در آن یک حیوان شده است و که در آن است رفتن را قادر می سازد رای remapping به نمایندگی از مدار از سفر.

علاوه بر برنامه نویسی به طور مداوم در حال تغییر متغیرهای چه حسی ورودی و یا مسیر مدار, برخی از مطالعات تصویربرداری قبلا پیشنهاد کرد که مغز نیز فرآیندهای تجربه به عنوان سگمنتال حوادث. اما دقیقا چگونه آن را به این فرایند در یک عصبي سطح شناخته نشده بود. در مطالعه جدید منتشر شده در هفته گذشته در Nature Neuroscienceاین تیم به رهبری توسط چن خورشید یک دانشجوی کارشناسی ارشد در Tonegawa آزمایشگاه—ابداع یک وظیفه است که اقدام به باز کردن گسسته سگمنتال طبیعت از حوادث از به طور مداوم در حال تغییر فضایی حسی و جزئیات لحظه به لحظه تجربه می کنند. محققان روت موش به اجرا در اطراف یک مربع پیگیری است. پس از انجام چهار دور حیوانات شد پاداش با درمان شیرین. آنها بازدید پاداش جعبه پس از هر دامان بخش بندی هر یک از محاکمه به چهار “را رویدادهای” را (با پاداش تعریف پایان محاکمه). هر یک از دامان طی همان مسیر خیلی حسی و اطلاعات محل ثابت از یک رویداد به بعد اجازه می دهد محققان به نسبت فعالیت مغز تفاوت به چه تغییر: دور و یا حوادث.

محققان فعالیت در صدها نفر از هیپوکامپ در حالی که موش ها این کار انجام و نشان داد که حدود 30 درصد از سلول ها نشان داد lap-الگوی خاص. برخی از آنها بسیار فعال هنگامی که یک جوندگان فرار از محل آن در پاسخ به اولین دامان و نسبتا آرام در طول باقی مانده از سه دور. دیگران پاسخ در دوم دامان مراتب بیشتر از بقیه ، این سلول های عصبی که پژوهشگران نامیده می شوند “رویداد خاص رای remapping” یا ESR, سلول, به نظر می رسید به سیگنال است که دامان یک موش بود.

برای تایید ESR سلولها واقعا رمزگذاری حوادث محققان با انجام آزمایش با استفاده از آهنگ های که کشیده در امتداد یک بعد افزایش طول آنها. حتی زمانی که دامان ظهر بود که به طور تصادفی تغییر بین آزمایشات سلول ها هنوز هم بسیار فعال تر ارجح دامان نشان دادن فعالیت نمی تواند مربوط به زمان سپری شده و یا فاصله سفر. “نتایج حمایت از این ایده که هیپوکامپ می اکسپرس نمایندگی از متغیرهای مربوطه از جمله در این مورد تعداد دور پس پاداش تحویل داده شد می گوید:” فرانک بود که نه درگیر در مطالعه است.

در یک آزمایش دیگر تیم آموزش دیده موش در یک مربع پیگیری در اولین روز پس از آن جایگزین یک مسیر دایره ای بر روی یک بعدی. تغییر به یک محیط جدید منجر به ESR سلول های فضایی پاسخ به طور کامل remapped بر روی مسیر دایره ای. کاملا گرچه دامان که آن دسته از سلول های عصبی ترجیحا در پاسخ به همان باقی مانده است. این یافته ها نشان می دهد که ESR فعالیت نشان دهنده سگمنتال واحد تجربه—و این “رویداد کد” را می توان منتقل شده بین تجارب مختلف که به اشتراک گذاری یک ساختار مشترک.

Tonegawa مقایسه این فرایند به یک سناریوی آشنا. “اگر شما به یک رستوران برای شام با دوستان خود که قسمت ساخته شده است تا از بخش های مختلف: شما می رسند در رستوران سپس به منظور اشتها آور و سپس شما را انتخاب کنید یک غذای اصلی و پس از آن, معمولا, شما, دسر,” او می گوید. “به همه این است که در جریان محرک های آینده به شما در حال تغییر است. اما در همان زمان آن را با متمایز حوادث که در آن شما از این غذا برای خوردن یک غذای اصلی و دسر و….” برنامه نویسی و نشان داد در این مطالعه ممکن است توضیح دهید که چگونه مغز خلاصه حوادث مانند “غذای اصلی” مختلف در سراسر بازدیدکننده داشته است به رستوران های مختلف با دوستان مختلف. و این ایده ممکن است ارائه بینش چگونه مغز ی کلی دانش به یادگیری موثر است. “شما انتقال دانش شما در حال حاضر بر اساس تجربه های گذشته به یادگیری چیزهای جدید” Tonegawa می گوید. “همین دلیل است که ما می توانند یاد بگیرند که همه چیز بسیار سریع تر است.” این بینش او فکر می کند می تواند کمک به مهندسین در توسعه هوش مصنوعی و سیستم های با قابلیت انتقال شایستگی از یک محیط به دیگر مانند پزشکی روبات بین رفت بیمارستان.

مسیر دایره ای آزمایش نشان داد که مغز پاسخ که مشخص کردن محل دقیق خود را تغییر می تواند بدون تاثیر رویداد خاص فعالیت است. در آخرین آزمایش این تیم پرسید که آیا معکوس نیز صادق است. یک منطقه به نام داخلی انتورینال (MEC) با این نسخهها کار از نزدیک با هیپوکامپ در شناخت فضایی و ناوبری. همچنین شواهدی وجود دارد که در آن درگیر است در بخش بندی تجربه به ترتیبی وقایع است. این محققان با استفاده optogenetics (روش شامل تغییر ژنتیکی سلول های به طوری که آنها را می توان فعال یا مهار با استفاده از نور) برای خاموش کردن سیگنال از MEC به هیپوکامپ در حالی که موش انجام وظیفه در حال اجرا. انجام این کار هیچ تاثیری در موقعیت خاص پاسخ اما به طور کامل مختل lap-آنهایی که خاص, نشان می دهد محل و رویداد پشتیبانی می کند می توان به طور جداگانه دستکاری شده—حتی اگر همان سلول فرایند هر دو جنبه از تجربه.

یکی از محدودیت های این مطالعه این است که بارها و بارها در حال اجرا در اطراف یک مسیر است که بر خلاف بسیاری از تجارب طبیعی. “وجود دارد هیچ تظاهرات که این رویداد مربوط به الگوهای وجود دارد اولین بار یک حیوان تجارب مجموعه ای از حوادث—تنها که آنها ظاهر می شود پس از تکرار یک شرکت آشنا دنباله” فرانک می گوید. “این واقعا همان است که ما خاطرات دوره ای که در آن هر یک تجربه جدید می شود کد گذاری شده به طور جداگانه و ذخیره شده به عنوان یک رویداد برای اولین بار (و اغلب تنها) زمان آن اتفاق می افتد.” او فکر می کند که سلول های نمایندگی “به خوبی آموخته و عناصر مربوطه از یک تجربه با تکرار عناصر است.” که ترتیب او می گوید یادآور گزارش از مطالعات از نورون های هیپوکامپ که “آتش به طور مشابه, اما نه عینا در هندسی تکرار عناصر از همان محیط زیست است.”

“این است که روشنگری در آزمایش انجام شده با مراقبت و متعدد کنترل مشخصه Tonegawa آزمایشگاه می گوید:” عصب شناسی گیورگی Buzsáki از NYU گراسمن دانشکده پزشکی بود که درگیر با مطالعه هر چند او ارائه نظرات به محققان. اما Buzsáki بیشتر رادیکال را در آنچه که اتفاق می افتد. او فکر می کند همه از خواص و محققان اختصاص داده اند به نورون های هیپوکامپ در حال جنبه های مختلف از همان مکانیسم های اساسی. برای توضیح این ایده او مقایسه آن را به رابطه بین حرکت یک وسیله نقلیه موتور و مسافت و زمان سفر— متغیرهای مختلف را منعکس زمینه تک روند.

در مورد حافظه اپیزودیک این فرضیه عناصر هستند و آنچه که در آن و زمانی که. “تعریف حافظه اپیزودیک است:” آنچه که برای من اتفاق افتاده که در آن و زمانی که?'” Buzsáki می گوید. هنگامی که شما ترکیب این عناصر را دوباره ایجاد رویداد. “این است که به نام حافظه,” او اضافه می کند. محققان مربوط به فعالیت آنها مشاهده به آنچه که در آن یا زمانی که اما همه هیپوکامپ در حال انجام است کارآمد را پشتیبانی می کند تجربه به یک نورونی دنباله. هیپوکامپ است که “مانند یک کتابخانه است که به شما می گوید برای رفتن به قفسه پنج ردیف دو. سپس بعدی کتاب است که از این پس از این پس” او می گوید. اما کتابدار کور است به محتوای این توالی که ساخته شده است در قشر. بنابراین Buzsáki تفسیر یافته های جدید است که سلول های رمزگذاری نیست انتزاعی “رویداد خاص” خواص—مانند که دامان شماره یا شام البته یک تجربه استتا آنجا که آنها را تولید ترتیبی در توالی است که به حافظه جهت لازم است برای ما به درک بهتری از آن.

tinyurlis.gdv.gdv.htclck.ruulvis.netshrtco.de

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>