Wenn wir lernen , assoziieren wir eine sinnliche Erfahrung entweder mit anderen Reizen oder mit einer bestimmten Art von Verhalten . Die Neuronen in der Großhirnrinde , der die Informationen zu übertragen , die synaptischen Verbindungen , die sie mit den anderen Neuronen zu verändern. Nach einem allgemein anerkannten Modell der synaptischen Plastizität , einem Neuron, das in Verbindung mit anderen der gleichen Art gibt einen elektrischen Impuls als auch die Aktivierung einer Synapsen transient . Diese elektrische Puls In Kombination mit der von anderen Neuronen empfangenen Signals , wirkt, um die Synapsen zu stimulieren. Wie kommt es, dass einige Neuronen in dem Kommunikationsspielgefangen , auch wenn sie kaum miteinander verbunden sind ? Dies ist der entscheidende Huhn - oder - Ei Puzzle der synaptischen Plastizität , die ein Team von Anthony Holtmaat , Professor in der Abteilung für Grundneurowissenschaftenin der Fakultät für Medizin an der Universität Genf geführt , zielt darauf ab, zu lösen. Die Ergebnisse ihrer Forschung in den Speicher in stille Neuronen sind in der aktuellen Ausgabe von Nature finden.
Lernen und Gedächtnis durch einen Mechanismus der nachhaltigen synaptische Verstärkung geregelt. Wenn wir uns auf eine Lernerfahrung , verbindet unser Gehirn eine sinnliche Erfahrung entweder mit anderen Reizen oder mit einer bestimmten Form des Verhaltens . Die Neuronen in der Großhirnrinde zur Gewährleistung der Übertragung der relevanten Informationen verantwortlich, so wird die synaptischen Verbindungen , die sie mit anderen Neuronen zu verändern. Dies ist die Anordnung , die dann ermöglicht das Gehirn, um die Art und Weise Informationen zu optimieren als die Vorhersage ihrer Folgen verarbeitet werden, wenn sie wieder erfüllt sind, sowie .
Neurowissenschaftler in der Regel induzieren elektrische Impulse in den Nervenzellen künstlich , um die Forschung auf die synaptische Mechanismen durchzuführen.
Die Neurowissenschaftler aus UNIGE wählte jedoch einen anderen Ansatz in ihrem Versuch, herauszufinden, was geschieht natürlich in den Neuronen , wenn sie sensorische Reize zu empfangen. Sie beobachteten die zerebralen Kortex von Mäusen, deren Barthaare wurden wiederholt mechanisch ohne eine künstlich induzierte elektrische stimuliert Puls . Die Nagetiere benutzen ihre Barthaare als Sensor für die Navigation und Interaktion ; sie sind daher ein Schlüsselelement für die Wahrnehmung bei Mäusen.
Eine extrem niedrige Signal genug ist
Bei Beachtung dieser natürlichen Reize , war Professor Holtmaat Team der Lage, diesen Sinnesreiz allein nachweisen können langfristige Stärkung der synaptischen ohne Neuron Entladung erzeugt entweder eine induzierte oder natürliche elektrische Puls . Als Ergebnis - und im Gegensatz zu dem, was bisher angenommen wurde - werden die Synapsen verstärkt , auch wenn die Neuronen in einem Stimulus beteiligt bleiben silent.In hinaus, wenn die sensorische Stimulation dauert im Laufe der Zeit werden sich die Synapsen so stark, dass das Neuron wiederum aktiviert und wird vollständig in das neuronale Netz in Eingriff . Einmal aktiviert, kann das Neuron dann weitere Stärkung der Synapsen in einer Vorwärts- und Rückwärtsbewegung . Diese Erkenntnisse könnten zu lösen das Gehirn " Was war zuerst da ? " Geheimnis , da sie es ermöglichen, alle synaptischen Wege, die in den Speicher tragen , anstatt sich auf , ob es die Synapsen oder Neuronen , die die andere aktiviert untersuchen .
Das gesamte Gehirn mobilisiert
Eine zweite Entdeckung lag im Speicher für die Forscher. Im gleichen Experiment , sie waren auch in der Lage festzustellen, dass die Reize , die am effektivsten bei der Stärkung der Synapsen waren aus sekundären , nicht- kortikale Hirnregionen statt großen kortikalen Bahnen (die eigentlichen Sinnesinformationen zu vermitteln) kam . Dementsprechend würde die Speicherung von Informationen einfach benötigen die gleichzeitige Aktivierung mehrerer synaptischer Bahnen im Neuron , selbst wenn letztere schweigt. Diese Ergebnisse können auch wichtige Auswirkungen sowohl auf die Art und Weise verstehen wir Lernmechanismen und für therapeutische Möglichkeiten , insbesondere zur Rehabilitation nach einem Schlaganfall oder bei neurodegenerativen Erkrankungen. Als Professor Holtmaat erklärt: " Es ist möglich , dass die sensorische Stimulation , wenn sie mit einer anderen Aktivität ( motorische Aktivität , zum Beispiel) kombiniert werden, besser für die Stärkung der synaptischen Verbindungen " . Der Professor kommt zu dem Schluss : " Im Zusammenhang mit der Therapie , können Sie zwei verschiedene Reize als eine Möglichkeit der Verbesserung der Effizienz zu kombinieren. "