Warum erinnern wir uns einige Dinge und andere nicht? In einer einzigartigen Imaging- Studie wurden zwei der Northwestern University Forscher entdeckt, wie Nervenzellen im Gehirn könnte ermöglichen, dass einige Erfahrungen in Erinnerung bleiben , während andere vergessen. Es stellt sich heraus , wenn Sie etwas über Ihre Umgebung erinnern wollen , Sie besser einzubeziehen Ihre Dendriten.
Mit Hilfe eines hochauflösenden , one-of -a-kind -Mikroskop , Daniel A. Dombeck und Mark EJ Sheffield spähte in das Gehirn eines lebenden Tieres und sah genau, was in einzelnen Neuronen genannt Ortszellen geschieht, wie das Tier navigiert eine virtuelle Realität Labyrinth.
Die Wissenschaftler fanden heraus , dass entgegen den aktuellen Gedanken , die Aktivität der Zellkörper eines Neurons und ihre Dendriten können unterschiedlich sein. Sie beobachteten, dass bei der Zellkörper in Erfahrung eines Tieres wurden aktiviert, aber die Dendriten wurden nicht aktiviert ist, eine bleibende Erinnerung an diese Erfahrung wurde von den Nervenzellen gebildet . Dies deutet darauf hin , dass die Zelle Körper scheint laufenden Erfahrung darstellen , während Dendriten , die baumartigen Zweige eines Neurons , helfen , diese Erfahrung als speichern.
" Es gibt eine Menge von Theorien über Speicher, aber nur wenige Daten darüber, wie einzelne Nervenzellen tatsächlich Informationen in einer verhalten Tier zu speichern ", sagte Dombeck , Assistant Professor für Neurobiologie in den Weinberg College of Arts and Sciences und leitende Autor der Studie. "Jetzt haben wir aufgedeckt haben Signale in Dendriten , die wir denken, sind für Lernen und Gedächtnis sehr wichtig. Unsere Ergebnisse könnten erklären, warum manche Erlebnisse bleiben haften und andere vergessen. "
In das Gehirn Hippocampus gibt es Hunderttausende von Ortszellen - Neuronen wichtig, das Gehirn die GPS-System. Dombeck und Sheffield sind die ersten, Bild die Aktivität einzelner Dendriten in Ortszellen .
Ihre Ergebnisse tragen zum Verständnis , wie das Gehirn stellt die Welt um ihn herum und auch darauf zu Dendriten als neues potenzielles Ziel für Therapeutika zur Bekämpfung Gedächtnisdefizite und schwächenden Krankheiten wie Alzheimer-Krankheit (AD) . Störung des Gehirns GPS-System ist eines der ersten Symptome der AD , mit vielen Patienten nicht in der Lage , um den Weg nach Hause zu finden. Zu verstehen, wie Ortszellen und ihre Dendriten speichern diese Art von Erinnerungen könnte uns helfen, neue Wege finden, um die Krankheit zu behandeln.
Die Northwestern Studie ist veröffentlicht in der Zeitschrift Nature veröffentlicht .
Neurowissenschaftler John O'Keefe entdeckt Ortszellen im Jahr 1971 ( und erhielt den diesjährigen Nobelpreis Physiologie und Medizin) , aber es ist nur in den letzten Jahren , dass die Wissenschaftler , wie Dombeck und Sheffield, in der Lage, Bild diese Neuronen , die eine Karte von dem wir in unserer Umwelt sind vertreten .
In ihrer Studie Dombeck und Sheffield Dendriten Signale, die erklären, wie ein Tier etwas ohne Speicherung der Erfahrung als Speicher zu erleben.
Sie sahen, dass Dendriten nicht immer aktiviert, wenn die Zellenkörper in einer neuron aktiviert. Signale in den Dendriten ( verwendet, um Informationen zu speichern ) und Signale innerhalb des Neurons Zellkörper hergestellt ( für die Berechnung und Übermittlung von Informationen ) können entweder stark synchronisiert oder desynchronisierenden je nachdem, wie gut die Neuronen erinnern verschiedene Funktionen des Labyrinths.
Wissenschaftler haben lange geglaubt, dass die neuronale Aufgaben der Datenverarbeitung und Speicherung von Informationen verbunden sind - , wenn Nervenzellen berechnen Information , sie sind auch die Speicherung , und umgekehrt. Die Northwestern Studie liefert Beweise gegen diese klassische Ansicht von neuronalen Funktion .
"Wir erleben Veranstaltungen die ganze Zeit, die im Gehirn durch die Aktivität von Nervenzellen dargestellt werden müssen , aber nicht alle diese Ereignisse können später abgerufen werden ", sagte Mark EJ Sheffield, ein Postdoctoral Fellow in Dombeck Labor und Erstautor der Studie.
" A täglichen Weg zur Arbeit, zum Beispiel , erfordert die Aktivität von Millionen von Nervenzellen , aber Sie würden sich schwer zu erinnern, was war auf halbem Weg durch Ihre pendeln am vergangenen Dienstag geschehen ", sagte Sheffield . "Wie kommt es dann , dass die Neuronen könnte während der Fahrt , ohne zu speichern , dass die Informationen im Gehirn aktiviert werden ? Nun wir können eine Erklärung dafür, wie dies geschieht. "
Dombeck und Sheffield bauten ihre eigenen Laser-Scanning- Mikroskop, das Bild Neuronen können auf mehreren Ebenen . Sie untersuchten dann einzelne Tiere der Navigation ( auf einem Trackball ) eine virtuelle Realität Labyrinth konstruiert unter Verwendung des Videospiel Quake II .
Jedes beleuchtete Struktur in den Bildern, die sie nahm gesehen zeigen ein Neuron Brennen Aktionspotentiale . Die Aktivität dieser Neuronen repräsentiert Erfahrung , wo sie in der Umwelt ist ein Tier , so die Forscher . Ob die Neuronen speichern diese Erfahrung oder nicht, scheint auf der Aktivität der Neuronen " Dendriten ab.