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神经学家发现存储单元,帮助我们解读新情况

“当你遇到新的东西,也有一些非常新的,显着的刺激,但你已经知道了不少关于那个特殊的经历,因为它是一个类似的一种体验到什么你已经收到,说:”利根川进,教授生物学和神经科学的神经回路遗传学RIKEN-MIT实验室澳门太阳城最新网站皮考尔研究所的学习和记忆。

当一个新的,类似的事件发生存储的过去的经验抽象表示神经元被激活。


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想象你在一个新的餐厅和朋友见面吃饭。您可以尝试你以前没过菜,和你周围的环境将完全新的给你。然而,你的大脑知道你有过类似的经历 - 在细读甜点菜单,订货开胃,和挥霍都是东西,外出就餐时,你可能已经完成。

现在澳门太阳城最新网站的神经科学家已经确定了每个编码的整体体验这些独特段的细胞群。这些块的存储器,存储在海马,被激活每当相似类型的经验发生,并且是从神经代码存储详述的特定位置的存储器不同。

研究人员认为,这种“事件代码,”他们在小鼠的研究中发现,可以帮助大脑解读新情况和使用相同的细胞来表示相似的经验中学习新的信息。

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利根川进是研究的资深作者,今天出现在 自然神经科学。陈阳,澳门太阳城最新网站的研究生,是论文的第一作者。纽约大学的研究生皖南阳和皮考尔研究所副教授技术贾里德·马丁也是论文的作者。

编码抽象

它是公认的,在大脑的海马某些细胞是专门到特定位置的储存记忆。研究在老鼠表明,海马内,称为神经元细胞发生火灾时,动物在特定位置,或者即使他们梦想着该位置。

在新的研究中,MIT的研究小组想调查海马是否还存储记忆更抽象的元素的表示。也就是说,不是当你进入一个特定的餐厅点火,这样的细胞可能编码“甜点”,无论在哪里你吃它。

检验这一假设,在小鼠海马作为小鼠的CA1区神经元测量活性的研究人员反复跑了四圈迷宫。在每第四圈的结束时,将小鼠给予奖励。不出所料,研究人员发现,点燃了,当小鼠达到沿着轨道某些点位置细胞。然而,研究人员还发现,套了四圈的一个期间是活跃的细胞,而不是其他。约30 CA1神经元的百分比似乎是参与创造这一“事件代码”。

“这给了我们最初的端倪,除了空间代码,细胞在海马还在乎的经验,这离散块称为圈1,或体验这种离散块称为2圈或3圈,或第四圈,”太阳说。

进一步探讨这种想法,训练大鼠研究人员能够运行在第1天的正方形迷宫然后圆形迷宫在第2天,在其中它们也获得了奖励每第四圈后。他们发现,细胞发生改变了他们的活动,体现了新的环境。然而,每一个四圈的过程中被激活的相同的一组特定的膝上型细胞,不管轨道的形状。搭接编码细胞的活性也保持一致时圈随机缩短或延长。

“即使是在新的空间位置,细胞仍保持其编码圈数,这表明被编码的方形圈1的细胞现在已经转移到代码的圆形圈1,”太阳说。

研究人员还发现,如果他们使用的光遗传学从称为内侧嗅皮层(MEC)大脑的一部分,抑制感觉输入,并没有出现一圈编码。他们正在研究什么样的输入MEC区域提供帮助海马创建由一个经验块的回忆。

两个不同的码

这些发现表明,事实上,每次吃晚饭的时候,类似的记忆细胞被激活,无论在哪里或者什么你吃。研究人员推论说,海马包含“两个相互独立可操作的代码,”孙说。一个编码连续变化的位置,时间和感觉输入,而其它组织的整体体验成较小的块配合到公知的类别,例如开胃和甜点。

“我们认为,这两种类型的海马代码是有用的,两者都很重要,”利根川进说。 “如果我们要记住的特定体验发生了什么事的所有细节,发生瞬间到瞬间的变化,然后连续监测是有效的。但另一方面,当我们有一个较长的经验,如果你把它分割成块,并记住抽象块的抽象秩序,这比监测这漫长的连续变化过程更加有效。”

新的澳门太阳城最新网站的结果“显著推进我们对海马的功能知识,”捷尔吉buzsaki,在纽约大学医学院神经学教授,谁是不是研究团队的一部分说。

“这些发现是显著,因为他们告诉我们,海马做了很多不仅仅是‘代表’的空间或整合路径成连续长途跋涉了,” buzsaki说。 “从利根川和他的同事,这些骄人的成绩得出结论,他们发现了一个‘事件代码’,致力于通过组织活动的经验,并认为这代码是独立的空间和时间表示,即作业也归因于海马的。”

利根川进和太阳认为,细胞的网络,经验编码块也可能是一种学名叫迁移学习的,它允许你申请你已经帮你解释新经验或学习新事物的知识是有用的。利根川进的实验室目前正在研究试图找到细胞群可能编码这些知识的某些片段。

这项研究是由理化学研究所脑科学研究中心,霍华德休斯医学研究所和JPB基金会资助。


主题: 研究, 记忆, 脑与认知科学, 皮考尔研究所, 科学学院, 神经科学

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