神經(jīng)科學(xué)中一個長期存在的問題是哺乳動物的大腦(包括我們的大腦)如何適應(yīng)外部環(huán)境、信息和經(jīng)驗。在《自然》雜志上發(fā)表的一項范式轉(zhuǎn)換研究中，德克薩斯兒童醫(yī)院和貝勒醫(yī)學(xué)院的 Jan 和 Dan Duncan 神經(jīng)學(xué)研究所 (Duncan NRI) 的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種稱為行為時間尺度突觸可塑性的新型突觸可塑性背后的機制步驟(防彈少年團)。
這項研究發(fā)表在《自然》雜志上，由貝勒大學(xué)教授、霍華德休斯醫(yī)學(xué)研究所和鄧肯 NRI 研究員 Jeffrey Magee 博士領(lǐng)導(dǎo)，揭示了內(nèi)嗅皮層 (EC) 如何向海馬體(大腦區(qū)域至關(guān)重要)發(fā)送指導(dǎo)性信號用于空間導(dǎo)航、記憶編碼和整合——并指導(dǎo)它專門重組其特定神經(jīng)元子集的位置和活動，以實現(xiàn)響應(yīng)其不斷變化的環(huán)境和空間線索的行為改變。
神經(jīng)元通過稱為突觸的連接傳遞電信號或化學(xué)物質(zhì)來相互交流。突觸可塑性是指這些神經(jīng)元連接隨時間變強或變?nèi)醯倪m應(yīng)能力，作為對其外部環(huán)境變化的直接反應(yīng)。我們的神經(jīng)元對外部線索快速準(zhǔn)確地做出反應(yīng)的這種適應(yīng)性能力對我們的生存和成長至關(guān)重要，并形成了學(xué)習(xí)和記憶的神經(jīng)化學(xué)基礎(chǔ)。
動物的大腦活動和行為會迅速適應(yīng)空間變化
為了確定哺乳動物大腦適應(yīng)性學(xué)習(xí)能力的基礎(chǔ)機制，Magee 實驗室的博士后研究員和該研究的主要作者 Christine Grienberger 博士測量了一組特定位置細(xì)胞的活動，這些位置細(xì)胞是專門的海馬神經(jīng)元，構(gòu)建和更新外部環(huán)境的“地圖”。她在這些老鼠的大腦上安裝了一個強大的顯微鏡，并在老鼠在線性軌道跑步機上跑步時測量了這些細(xì)胞的活動。
在初始階段，小鼠適應(yīng)了這個實驗設(shè)置，并且每圈都改變了獎勵(糖水)的位置。“在這個階段，老鼠以相同的速度連續(xù)奔跑，同時不斷地舔著跑道。這意味著這些老鼠體內(nèi)的位置細(xì)胞形成了均勻的平鋪模式，”現(xiàn)任布蘭代斯大學(xué)助理教授的格林伯格博士說。
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