Поиск по сайту
Проект публикации книги «Познай самого себя»
Узнать, насколько это интересно. Принять участие.

Короткий адрес страницы: fornit.ru/5273
или fornit.ru/ax1-8-227

Визуальное наблюдение адаптивного поведения нейронов

Использовано в предметной области:
Системная нейрофизиология (nan)
  • раздел: Сохранение памяти (nan)


  • Обучение и формирование долговременных воспоминаний у животных основано на постоянном образовании новых и отмирании старых связей между нейронами мозга. Американским нейробиологам впервые удалось детально проследить за этими процессами в ходе обучения у мышей. Оказалось, что при обучении дендриты (ветвящиеся «входные» отростки нейронов) образуют множество новых веточек, количество которых коррелирует с эффективностью обучения. После окончания тренировок большая часть новых отростков постепенно атрофируется, но некоторые сохраняются на всю жизнь, что обеспечивает длительное хранение приобретенных воспоминаний и навыков.

    ...Нейробиологи из медицинского центра Нью-Йоркского университета использовали в своих опытах генно-модифицированных мышей, у которых некоторые нейроны коры головного мозга (а именно пирамидальные нейроны слоя V неокортекса, см.: Pyramidal neuron) производят желтый флуоресцирующий белок. Это позволяет наблюдать за ростом и отмиранием дендритных шипиков прямо у живых мышей, сквозь череп, при помощи двухфотонного лазерного микроскопа.

    Схема эксперимента (а), участки моторной коры под разным увеличением (b, c) и формирование новых шипиков на отдельном участке одного дендрита (d, e). На рисунке e красными стрелками показаны два дендритных шипика, выросшие за два дня обучения бегу на крутящемся цилиндре. Изображение из обсуждаемой статьи в Nature

     В первом эксперименте мышей в течение двух дней обучали бегать по быстро вращающемуся цилиндру — трюк, требующий определенного навыка. За эти два дня у мышей в нейронах участка моторной коры, отвечающего за движение передних лап, образовалось на 5–7% больше новых шипиков, чем у контрольных мышей, которые ничему не обучались. Кроме того, оказалось, что при продолжении однообразных тренировок образование новых шипиков замедляется (поскольку зверек уже научился этому трюку), но снова активизируется, если начать учить мышей чему-то другому (например, бежать по тому же цилиндру задом наперед). Это означает, что образование шипиков связано именно с обучением, а не просто с физическими упражнениями.

    Во втором эксперименте вместо бега по крутящемуся цилиндру мышам нужно было научиться жить (и находить пищу и воду) в помещении, заполненном свисающими с потолка гирляндами из шариков. На этот раз новые шипики образовывались в основном в том отделе коры, который получает информацию от вибрисс (чувствительных усиков). У мышей с обстриженными усами дендриты этого отдела мозга не отращивали новых шипиков. Рост дендритных шипиков замедлялся после двух дней жизни в необычной обстановке, но снова активизировался при пересадке мыши в помещение с другими гирляндами.

    После этого ученые проследили, как происходит утрата новоприобретенных шипиков после прекращения тренировок (что соответствует постепенному забыванию полученных «уроков»). Оказалось, что более 75% новых шипиков, отросших в ходе двухдневного обучения, утрачиваются в течение следующих двух недель. Гораздо медленнее происходит утрата шипиков, приобретенных в ходе более длительного (4–14-дневного) обучения.

    Естественно предположить, что те шипики, которые сохраняются надолго, отвечают за долговременное сохранение приобретенных навыков. Экспериментаторы проверили это, сопоставив число сохранившихся шипиков со степенью сохранности двигательных навыков через 1–2 недели после окончания тренировок. Результаты полностью подтвердили теоретические ожидания: те мыши, у которых сохранилось больше новоприобретенных шипиков, лучше сохранили и свои двигательные навыки (сохранность двигательных навыков оценивали по скорости, с которой мышь может бежать по крутящемуся барабану, не падая с него).

    Авторы также обнаружили, что различные виды длительного (7–14 дневного) обучения приводят к ускоренной утрате дендритных шипиков, приобретенных ранее в течение жизни, в том числе во время предыдущего обучения чему-то другому. Новые навыки и воспоминания постепенно «затирают» старые — но, по-видимому, не до конца. Эффективность усвоения новых навыков положительно коррелирует с числом утраченных старых шипиков.

    То, что авторам удалось показать пожизненное сохранение части дендритных шипиков, приобретенных в ходе обучения, является, по-видимому, самым важным результатом их работы. Ранее уже было известно, что система межнейронных связей чрезвычайно пластична и постоянно перестраивается. При этом оставалось неясным, как удается мозгу при такой пластичности и постоянных перестройках сохранять воспоминания в течение всей жизни.

    Авторы также рассчитали, что из всех дендритных шипиков, имеющихся у мыши на 30-й день после рождения, до конца жизни сохраняется примерно 30–40%.

    Источник: Guang Yang, Feng Pan, Wen-Biao Gan. Stably maintained dendritic spines are associated with lifelong memories // Nature. Advance online publication 29 November 2009.



    Источник: Формирование воспоминаний можно увидеть под микроскопом
    Дата создания: 04.12.2009
    Последнее редактирование: 26.08.2014

    Относится к аксиоматике: Системная нейрофизиология.


    Другие страницы раздела "Сохранение памяти":
  • Длительность следовых процессов
  • Фиксация памяти
  • Клеточная организация памяти
  • Забывание
  • Процессы при сохранении памяти
  • Забывание 2
  • Значимость и память
  • Консолидация
  • Эрик Кандел
  • Роль реверберации
  • Механизм фиксации памяти
  • Принципы организации памяти мозга
  • Можно ли забыть незабываемое?
  • Дрозофилы обладают пространственной памятью
  • Концепция временной организации памяти
  • Время удержания кратковременной памяти до ее гашения
  • Принимая решение, пчелы учитывают свой прошлый опыт и время суток
  • Отдыхающий мозг формирует долговременную память
  • Как страх закрепляет воспоминания
  • Роль активации системы отношения в формировании ложных воспоминаний
  • Искусственный гиппокамп
  • Нейроны получают эпигенетические метки при формировании ассоциативной памяти
  • Особенности функции гиппокампа
  • Нейрогенез в гиппокампе для поддержки новых образов
  • Системы головного мозга и память
  • Во время переобучения долговременная память не формируется заново, а модифицируется
  • Запоминание без гиппокампа (без осознания)
  • При воспоминании память всегда модифицируется
  • Бессознательные воспоминания оказались полезны для усвоения новой информации
  • Образование цепочки мыслительной памяти
  • ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ВОСПОМИНАНИЙ НУЖЕН 10-МИНУТНЫЙ ОТДЫХ
  • В мозгу человека нашли аналог кэш-памяти

    Комментарии
    Finarfin (22-07-2011 14:09:11):
    На картинке d и e не видно чтобы шипики образовывали синапс с соседним дендритом или окончаниями аксона... интересно, это связано с методикой сканирования или как?
    Finarfin (22-07-2011 14:23:03):
    Всё, понял. здесь показано увеличение образования шипиков по сравнению с контрольной группой, а не увеличение количества синапсов. влияют на поведения только синапсы а не шипики, но количетсов шипиков _коррелирует_ с количеством синапсов.

    Чтобы оставить комментарии нужно авторизоваться:
    Авторизация пользователя
  • Активность
    Главная
    Темы
    Показы
    Полезное
    О сайте
    Яндекс.Метрика