چگونه مغز لینک حوادث به شکل یک حافظه ؟ مطالعه نشان می دهد غیر منتظره فرایندهای ذهنی

یک زن در حال قدم زدن در خیابان می شنود ، چند لحظه بعد او در می یابد او دوست شده بود که در راه رفتن جلوتر از او به ضرب گلوله کشته شده است. یک ماه بعد زن چک به اتاق اورژانس. صداهای ساخته شده توسط کامیون زباله, او می گوید: باعث حملات وحشت. مغز او شکل گرفته بود عمیق و پایدار ارتباط بین صداهای بلند و ویرانگر نزد او شاهد بوده است.

این داستان رله بالینی توسط روانپزشک و همکاری نویسنده از یک مطالعه جدید محسن احمد, MD, دکترا, قدرتمند مثال از مغز قدرتمند توانایی به یاد داشته باشید و ارتباط حوادث در زمان از هم جدا. و در حال حاضر در این مطالعه جدید در موش ها منتشر شده امروز در نوروندانشمندان در دانشگاه کلمبیا را زاکرمن موسسه را روشن مغز چگونه می تواند به تشکیل چنین پایدار لینک کلیک کنید.

دانشمندان کشف تعجب آور مکانیسم است که توسط آن هیپوکامپ مغز منطقه حیاتی برای حافظه ایجاد پل در سراسر زمان: شلیک کردن پاره ای از فعالیت است که به نظر می رسد اما در واقع یک الگوی پیچیده است که در طول زمان به کمک مغز یادگیری انجمن. با آشکار کردن زمینه ای مدار پشت انجمنی آموزش یافته ذخیره کردن پایه و اساس برای درک بهتر از اضطراب و تروما و زای مرتبط با اختلالات مانند وحشت و اختلال استرس پس از سانحه که در آن به ظاهر خنثی رویداد می تواند استنباط پاسخ منفی است.

"ما می دانیم که هیپوکامپ مهم است که در اشکال یادگیری است که شامل ارتباط دو رویدادی که اتفاق می افتد حتی تا 10 به 30 ثانیه از هم جدا" گفت: Attila Losonczy, MD, دکترا, محقق اصلی در کلمبیا را مورتیمر B. زاکرمن ذهن و مغز, رفتار, موسسه و کاغذ co-ارشد نویسنده است. "این توانایی است که یک کلید برای بقا اما مکانیسم های پشت آن را ثابت کرده اند دشوار است. امروز با مطالعه در موش ما نقشه برداری و محاسبات پیچیده مغز متعهد در سفارش به لینک مجزا اتفاقاتی که از هم جدا هستند در زمان."

هیپوکامپ -- کوچک اسب دریایی به شکل منطقه به خاک سپرده عمیق در مغز -- مهم ستاد برای یادگیری و حافظه است. قبلی آزمایش در موش نشان داد که اختلال در هیپوکامپ برگ حیوانات با مشکل یادگیری به همراه دو رویداد جدا شده توسط ده ثانیه.

"غالب مشاهده شده است که سلول های هیپوکامپ نگه دارید تا یک سطح پایدار فعالیت های مرتبط از جمله حوادث" گفت: دکتر احمد, استادیار روانپزشکی بالینی در دانشگاه کلمبیا را Vagelos کالج پزشکان و جراحان و co-نویسنده اول از امروز مطالعه است. "تبدیل این سلول های خاموش خواهد در نتیجه مختل یادگیری است."

برای تست این دیدگاه سنتی محققان تصویربرداری بخش هایی از هیپوکامپ موش به عنوان حيوانات در معرض دو محرک های مختلف: خنثی صدا به دنبال کوچک اما ناخوشایند پف هوا. پانزده ثانیه تاخیر از هم جدا دو رویداد. دانشمندان تکرار این آزمایش در سراسر چندین آزمایش. در طول زمان موش آموخته مرتبط با لحن به زودی-به-دنبال پف هوا. با استفاده از پیشرفته دو-فوتون میکروسکوپ و کاربردی کلسیم تصویربرداری آنها به ثبت فعالیت هزاران سلول های عصبی یک نوع از سلول های مغز در حیوانات' هیپوکامپ به طور همزمان در طول دوره از هر آزمایشی برای چند روز.

"با این روش ما می تواند تقلید البته در یک راه ساده تر روند خود ما مغز تحت هنگامی که ما یاد بگیرند که برای اتصال دو رویداد گفت:" دکتر Losonczy که همچنین یک استاد علوم اعصاب در دانشگاه کلمبیا را Vagelos کالج پزشکان و جراحان.

برای ایجاد حس از اطلاعات آنها جمع آوری شده محققان با همکاری دانشمندان علوم اعصاب محاسباتی که توسعه قدرتمند ابزارهای ریاضی برای تجزیه و تحلیل مقادیر زیادی از داده های تجربی.

"ما انتظار می رود برای دیدن تکراری مستمر فعالیت عصبی که داشت در طول پانزده ثانیه فاصله نشانه ای از هیپوکامپ در محل کار ارتباط شنوایی تن و هوا پف" گفت: محاسباتی, عصب شناسی استفانو Fusi, دکترا, محقق اصلی در کلمبیا را زاکرمن موسسه و کاغذ co-ارشد نویسنده است. "اما زمانی که ما شروع به تجزیه و تحلیل داده ها ما شاهد هیچ فعالیت است."

به جای عصبی فعالیت های ثبت شده در طول پانزده بار دوم فاصله پراکنده شد. تنها تعداد کمی از سلول های عصبی از کار اخراج شدند و آنها را به ظاهر به طور تصادفی. این پراکنده فعالیت نگاه متفاوت و مجزا از فعالیت مستمر است که مغز به نمایش در طول یادگیری و حافظه وظایف مانند حفظ یک شماره تلفن.

"فعالیت به نظر می رسد به در آمده و متناسب با انفجار در متناوب و به صورت تصادفی در طول دوره های زمانی وظیفه گفت:" جیمز Priestley یک نامزد دکترا co-مربی توسط دکتر. Losonczy و Fusi در کلمبیا را زاکرمن موسسه و کاغذ co-نویسنده اول. "برای درک فعالیت های ما تا به حال به تغییر راه ما تجزیه و تحلیل داده ها و استفاده از ابزار طراحی شده برای ایجاد حس فرایندهای تصادفی."

در نهایت محققان کشف یک الگوی اتفاقی: یک سبک از محاسبات ذهنی که به نظر می رسد قابل ملاحظه ای راه کارآمد است که سلول های عصبی ذخیره اطلاعات. به جای برقراری ارتباط با یکدیگر به طور مداوم سلول های عصبی در صرفه جویی در انرژی -- شاید با رمزگذاری اطلاعات در ارتباطات بین سلول های به نام سیناپس و نه از طریق فعالیت الکتریکی سلول های.

"ما خوشحال برای دیدن که مغز ندارد حفظ مداوم فعالیت بیش از همه این ثانیه زیرا متابولیکی که کارآمد ترین راه برای ذخیره اطلاعات," دکتر گفت: Fusi که همچنین یک استاد علوم اعصاب در دانشگاه کلمبیا را Vagelos کالج پزشکان و جراحان. "مغز به نظر می رسد که یک راه کارآمد تر برای ساخت این پل که ما گمان می کنند ممکن است شامل تغییر قدرت سیناپس."

علاوه بر کمک به نقشه مدارات درگیر در انجمنی یادگیری این یافته ها همچنین ارائه یک نقطه شروع به عمیق تر کاوش اختلالات شامل اختلالات در حافظه انجمنی مانند وحشت و اختلال استرس پس از ضربه.

"در حالی که ما مطالعه نمی کند به صراحت مدل سندرم بالینی از هر کدام از این اختلالات می توان آن را فوق العاده آموزنده," دکتر گفت: احمد که همچنین یک عضو Losonczy آزمایشگاه در دانشگاه کلمبیا را زاکرمن موسسه. "برای مثال این می تواند به ما کمک کند به برخی از جنبه های آنچه ممکن است اتفاق می افتد در مغز هنگامی که بیماران تجربه یک ترس ارتباط بین دو رویداد که به شخص دیگری استنباط نیست ترس یا وحشت است."

###

این مقاله با عنوان "هیپوکامپ شبکه سازماندهی مجدد زمینه شکل گیری یک زمانی ارتباط حافظه است." اضافی همکاران شامل فرشته کاسترو, Fabio Stefanini, دکترا, Ana Sofia Solis Canales, Elizabeth M. Balough دکترا ارین Lavoie و لوکا Mazzucato دکترا.

این پژوهش با حمایت لئون لوی بنیاد آمریکایی روانپزشکی بنیاد موسسه ملی بهداشت (T32MH018870, K08MH113036, T32NS064928, F31MH121058, K25DC013557, R01MH100631, U19NS090583 R01NS094668), بنیاد ملی علوم NeuroNex برنامه (DBI-1707398 این سایمونز بنیاد گراسمن بنیاد گتسبی بنیاد Kavli بنیاد سرل دانشمندان برنامه انسان علم مرز برنامه و McKnight حافظه و اختلالات شناختی جایزه.

نویسندگان اعلام هیچ مالی یا منافع رقابت.

دانشگاه کلمبیا مورتیمر B. زاکرمن ذهن مغز رفتار موسسه به ارمغان می آورد با هم یک گروه جهانی را از دانشمندان و محققان به دنبال فوری ترین و چالش های هیجان انگیز زمان ما: آشنایی با مغز و ذهن است. یک درک عمیق تر از مغز وعده برای تبدیل سلامت انسان و جامعه است. از درمان های موثر برای اختلالات مانند آلزایمر, پارکینسون, افسردگی و اوتیسم به پیشرفت در زمینه به عنوان اساسی به عنوان کامپیوتر, علم اقتصاد, قانون, هنر و سیاست اجتماعی بالقوه برای بشریت سرسام آور است. برای کسب اطلاعات بیشتر, بازدید: zuckermaninstitute.columbia.edu.