Smadzenes satur tūkstošus un tūkstošus starpsavienojumiem starp tās neironiem, kurus atdala neliela vieta, kas pazīstama kā sinapses. Tas ir, ja informācijas pārraide nonāk no neirona līdz neironam .

Jau kādu laiku ir redzams, ka sinapses darbība nav statiska, tas ir, tas ne vienmēr ir vienāds. To var pastiprināt vai samazināt kā ārēju stimulu, tādu kā lietas, kuras mēs dzīvojam, sekas. Šī sinapses modulēšanas kvalitāte ir zināma kā smadzeņu plastika vai neiroplasticitāte.

Līdz šim tika pieņemts, ka šī spēja modulēt sinapses aktīvi piedalās divās aktivitātēs, kas ir nozīmīgas smadzeņu attīstībai kā mācībai un atmiņai. Es saku līdz šim, jo ​​šim paskaidrojošajam shēmam ir jauna alternatīva, saskaņā ar kuru Lai saprastu atmiņas funkcionēšanu, sinapses nav tik svarīgas kā parasti tiek uzskatīts.

Sinapsu vēsture

Pateicoties Ramonam Cajālam, mēs zinām, ka neironi veido vienotu audu, bet tos visus atdala starpnuronālās vietas, mikroskopiskās vietas, kuras vēlāk Sherrington sauc par "sinapsēm". Desmitiem gadu vēlāk psihologs Donalds Hībs piedāvās teoriju, saskaņā ar kuru sinapses ne vienmēr ir vienādas laikā un var modulēt, tas ir, viņš runāja par to, ko mēs zinām kā neiroplasticity: Divus vai vairākus neironus var izraisīt attiecības starp tām, lai nostiprinātu vai pazeminātu , padarot noteiktus sakaru kanālus biežāk nekā citi. Kā ziņkārīgs fakts, piecdesmit gadus pirms šīs teorijas piemērošanas Ramon y Cajal savos rakstos atstāja pierādījumus par šīs modulācijas esamību.

Mūsdienās mēs zinām divus mehānismus, kas tiek izmantoti smadzeņu plastiskuma procesā: ilgtermiņa potenciācija (LTP), kas ir sinusa starp diviem neironiem intensifikācija; un ilgtermiņa depresija (LTD), kas ir pretstats pirmajam, tas ir, informācijas izplatīšanas samazināšanās.

Atmiņa un neirozinātne, empīriski pierādījumi ar pretrunām

Mācīšanās ir process, kurā mēs saistām lietas un notikumus dzīvē, lai iegūtu jaunas zināšanas. Atmiņa ir aktivitāte, kā saglabāt un saglabāt šīs zināšanas, kas iegūtas laika gaitā. Visā vēsturē simtiem eksperimentu veiktas, lai meklētu, kā smadzenes veic šīs divas darbības.

Šajā pētījumā klasisks ir Kandela un Siegelbauma (2013) darbs ar mazu bezmugurkaulnieku, jūras gliemežu, ko sauc par Aplysia. Šajā izmeklēšanā viņi redzēja, ka izmaiņas sinaptiskā vadītspēja tika radītas, kā rezultātā dzīvnieks reaģē uz vidi , parādot, ka sinapse ir iesaistīta mācīšanās procesā un iegaumēšanā. Bet nesenais eksperiments ar Aplysia by Chen et al. (2014) ir atklājusi kaut ko tādu, kas ir pretrunā ar iepriekš izdarītajiem secinājumiem. Pētījums atklāj, ka dzīvnieks dzīvo pēc ilgstošas ​​atmiņas pēc mehāniskās funkcijas pēc tam, kad zāles ir kavējušas sinerģiju, liekot apšaubīt ideju, ka sinapse piedalās visā atmiņas procesā.

Vēl viens gadījums, kas atbalsta šo ideju, izriet no eksperimenta, ko ierosināja Johansons un citi. (2014). Šajā gadījumā tika pētītas smadzenītes Purkinje šūnas. Šīm šūnām ir viena no savām funkcijām, lai kontrolētu kustību ritmu, un, tieši pretēji, stimulējot narkotiku sintēzes ar kavēšanos, pret visām prognozēm viņi turpināja noteikt tempu. Johansons secināja, ka viņa atmiņu neietekmē ārējie mehānismi, un paši Purkinje šūnas, kas mehānismu kontrolē atsevišķi neatkarīgi no sinapses ietekmes.

Visbeidzot, Ryan et al. (2015) palīdzēja pierādīt, ka sinapses spēks nav kritisks brīdis atmiņas konsolidācijā. Saskaņā ar viņa darbu, injicējot olbaltumvielu inhibitorus dzīvniekiem, rodas retrograde amnēzija, tas ir, viņi nespēj saglabāt jaunas zināšanas. Bet, ja šajā pašā situācijā mēs izmantojam nelielu gaismas mirgoņu, kas stimulē noteiktu olbaltumvielu ražošanu (metode, kas pazīstama kā optogenetics), mēs varam saglabāt atmiņu, neskatoties uz izraisīto ķīmisko blokādi.

Mācīšanās un atmiņa, vienoti vai neatkarīgi mehānismi?

Lai kaut ko iegaumētu, mums vispirms ir jāiepazīstas ar to . Es nezinu, vai tas ir tāpēc, bet pašreizējā nevirologiskā literatūra parasti apvieno šos abus terminus, un eksperimenti, uz kuriem tie balstīti, parasti ir neskaidri, kas neļauj atšķirt mācību procesu un atmiņu, padarot to grūti saprast, ja viņi izmanto kopīgs mehānisms vai ne.

Labs piemērs ir Martin un Morris (2002) darbs, pētot hipokampu kā mācību centru. Pētījuma pamatā bija N-metil-D-aspartāta (NMDA) receptori, proteīni, kas atpazīst neuromediatora glutamātu un piedalās LTP signālos. Viņi parādīja, ka bez ilgstošas ​​potenciācijas hipotalāmu šūnās nav iespējams apgūt jaunas zināšanas. Eksperiments sastāvēja no NMDA receptoru blokatoru ievadīšanas žurkām, kuras paliek ūdens bungas ar plostu, atšķirībā no žurkām bez inhibitoriem, nevarēja uzzināt plosas atrašanās vietu, atkārtojot testu.

Turpmākie pētījumi liecina, ka, ja žurkas saņem apmācību pirms inhibitoru ievadīšanas, žurka "kompensē" LTP zudumu, tas ir, tam ir atmiņa. Tas ir secinājums, kuru mēs vēlamies parādīt LTP aktīvi piedalās mācīšanās procesā, bet tas nav tik skaidrs, ka tas notiek informācijas iegūšanā .

Smadzeņu plastika ietekme

Ir daudz eksperimentu, kas to parāda Neiroplasticitāte aktīvi piedalās jaunu zināšanu apguvē , piemēram, iepriekš minētajā gadījumā vai transgēnu pelēku veidošanā, kurās izdalās glutamāta ražošanas gēns, kas būtiski apgrūtina dzīvnieka izglītošanos.

Tā vietā jūsu loma atmiņā sāk būt vairāk šaubu, kā jūs lasījāt ar dažiem minētiem piemēriem. Ir sākusies teorija, ka atmiņas mehānisms ir šūnu iekšpusē, nevis sinapsēs. Bet, kā norāda psihologs un neirofiziologs Ralfs Ādolfs, neirozinātne atrisinās, kā mācīšanās un atmiņa darbojas nākamajos piecdesmit gados , tas ir, tikai laiks izskaidro visu.

Bibliogrāfiskās atsauces:

• Chen, S., Cai, D., Pearce, K., Sun, P.Y.-W, Roberts, A.C., and Glanzman, D.L. (2014). Ilgstošas ​​atmiņas atjaunošana pēc aplauzuma izdzēšanas tās uzvedības un sinapses izteiksmē. eLife 3: e03896. doi: 10.7554 / eLife.03896.
• Johansson, F., Jirenhed, D.-A., Rasmussen, A., Zucca, R., Hesslow, G. (2014). Atmiņas trace un laika mehānisms, kas lokalizēts smadzenēm Purkinje šūnām. Proc Natl. Acad. Sci. U.S.A. 111, 14930-14934. doi: 10.1073 / pnas.1415371111.
• Kandel, E. R., un Siegelbaum S. A. (2013). "Netiešās atmiņas uzglabāšanas mobilie mehānismi un individuālās bioloģiskās bāzes", Neironu zinātnes principi, 5. Edn., Eds ER Kandel, JH Schwartz, TM Jessell, Siegelbaum SA un AJ Hudspeth (New York, NY: McGraw-Hill ), 1461-1486.
• Martin, S. J., and Morris, R. G. M. (2002). Jauna dzīve vecā idejā: tiek pārskatīta sinaptiskā plastika un atmiņas hipotēze. Hippocampus 12, 609-636. doi: 10.1002 / hipo.10107.
• Ryan, T. J., Roy, D. S., Pignatelli, M., Arons, A., un Tonegawa, S. (2015). Engram šūnas saglabā atmiņu ar retrograde amnēziju. Zinātne 348, 1007-1013. doi: 10.1126 / science.aaa5542.

Sinapsa - Krećem na put (demo) (Marts 2024).