神經(jīng)科學(xué)中一個(gè)長(zhǎng)期存在的問(wèn)題是哺乳動(dòng)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(yàn)。在《自然》雜志上發(fā)表的一項(xiàng)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(shí)間尺度突觸可塑性的新型突觸可塑性背后的機(jī)制步驟(防彈少年團(tuán))。
這項(xiàng)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(hào)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(dòng)，以實(shí)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(guò)稱為突觸的連接傳遞電信號(hào)或化學(xué)物質(zhì)來(lái)相互交流。突觸可塑性是指這些神經(jīng)元連接隨時(shí)間變強(qiáng)或變?nèi)醯倪m應(yīng)能力，作為對(duì)其外部環(huán)境變化的直接反應(yīng)。我們的神經(jīng)元對(duì)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(duì)我們的生存和成長(zhǎng)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(dòng)物的大腦活動(dòng)和行為會(huì)迅速適應(yīng)空間變化
為了確定哺乳動(dòng)物大腦適應(yīng)性學(xué)習(xí)能力的基礎(chǔ)機(jī)制，Magee 實(shí)驗(yàn)室的博士后研究員和該研究的主要作者 Christine Grienberger 博士測(cè)量了一組特定位置細(xì)胞的活動(dòng)，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(gè)強(qiáng)大的顯微鏡，并在老鼠在線性軌道跑步機(jī)上跑步時(shí)測(cè)量了這些細(xì)胞的活動(dòng)。
在初始階段，小鼠適應(yīng)了這個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)置，并且每圈都改變了獎(jiǎng)勵(lì)(糖水)的位置。“在這個(gè)階段，老鼠以相同的速度連續(xù)奔跑，同時(shí)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(shuō)。
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