Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Do tej pory pamięć wiązano ze wzmacnianiem połączeń między określonymi grupami neuronów. Teraz dr Don Cooper z University of Texas Southwestern Medical Center odkrył, że komórki nerwowe z przedniej części mózgu mogą przez krótki czas – minutę, a może dłużej - przechowywać informacje "na własną rękę".

Amerykanom udało się zidentyfikować specyficzny sygnał, który leży u podłoża niestałej pamięci komórkowej. W ten właśnie sposób mózg przechowuje dane potrzebne mu jedynie przez chwilę. Wg Coopera, spostrzeżenie to ma duże znaczenie dla zrozumienia zaburzeń uwagi, uzależnień oraz wywołanej stresem utraty pamięci.

Trwałe wspomnienia to skutek oddziaływania jednego z neuroprzekaźników – kwasu glutaminowego. Aktywuje on kanały jonowe neuronów i w ten sposób reorganizuje i wzmacnia połączenia między nimi. Ponieważ uruchomienie i zatrzymanie tego procesu to kwestia minut, a nawet godzin, naukowcy spekulowali, że funkcje pamięci buforowej musi spełniać inny mechanizm.

Zespół badaczy zauważył, że trwające mniej niż sekundę wyładowanie na wejściu neuronu włącza pamięć komórkową, czyli proces zwany metabotropową transmisją glutaminianową. Umożliwia to mózgowi zarządzanie szybko zmieniającymi się informacjami, dzięki temu jesteśmy także istotami wielozadaniowymi. Cooper przyrównuje nowo odkryty mechanizm do pamięci RAM komputera.

Naukowcy z Dallas zidentyfikowali u myszy metabotropowy receptor glutaminergiczny mGluR5, który po aktywowaniu uruchamiał kaskadę sygnałów, a pamięć utrzymywała się dzięki jonom wapnia. Aktywność pojedynczych neuronów monitorowano za pomocą nanoelektrod.

Amerykanom zależało również na zbadaniu działania pamięci komórkowej u osób uzależnionych. Aby móc się skoncentrować i podjąć szybką decyzję na podstawie danych dostępnych w pamięci roboczej, potrzebne jest optymalne stężenie dopaminy. Poziom tego neuroprzekaźnika wzrasta jednak znacznie po zażyciu narkotyku, co utrudnia funkcjonowanie poznawcze. Gdy psychiatrzy zastosowali eksperymentalny lek oddziałujący na receptory dopaminowe określonego typu, krótkotrwałe ślady pamięciowe stawały się mniej podatne na wyeliminowanie.

Po uzależnieniu zwierząt od kokainy okazało się, że narkotyk obniżył aktywację w komórkach związanych z pamięcią buforową. Pobudzenie układu dopaminergicznego poprzez podanie jeszcze większej ilości dopaminy nie wpłynęło w żaden sposób na zdolność skoncentrowania się.

W przyszłości badacze z Centrum Medycznego zamierzają zidentyfikować kanały jonowe zaangażowane w utrzymywanie i odtwarzanie śladów pamięciowych. Możliwość manipulowania molekularnymi składowymi pamięci to szansa na stworzenie leków nowej generacji.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Już pojedyncza sesja ćwiczeń wystarczy, by zwiększyć aktywację obwodów mózgowych związanych z pamięcią, w tym hipokampa, który kurczy się z wiekiem.
      Dotąd udało się wykazać, że regularne ćwiczenia mogą zwiększać objętość hipokampa. Nasze badanie uzupełnia wiedzę na ten temat i pokazuje, że pojedyncze sesje ćwiczeń [ang. acute exercise] także mogą wpłynąć na ten ważny obszar mózgu - podkreśla dr J. Carson Smith ze Szkoły Zdrowia Publicznego Uniwersytetu Maryland.
      Zespół Smitha mierzył za pomocą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI) aktywność mózgu 26 zdrowych ochotników w wieku 55-85 lat, którzy mieli wykonywać zadanie pamięciowe (identyfikowali sławne i "zwykłe" nazwiska). Co istotne, zapamiętywanie sławnych nazwisk aktywuje sieć neuronalną związaną z pamięcią semantyczną, która pogarsza się z wiekiem.
      Test przeprowadzano 2-krotnie na oddzielnych wizytach w laboratorium: 1) pół godziny po sesji umiarkowanie intensywnych ćwiczeń (70% maksymalnego wysiłku) na rowerze stacjonarnym albo 2) po okresie odpoczynku.
      Sesja ćwiczeń wiązała się z zachodzącą w odpowiednim momencie większą aktywacją pamięci semantycznej w zakręcie czołowym środkowym, zakręcie skroniowym dolnym, zakręcie skroniowym środkowym i zakręcie wrzecionowatym. Widoczna była także zwiększona obustronna aktywacja hipokampa.
      [...] Pojedyncze sesje ćwiczeń mogą wpływać na poznawcze obwody neuronalne w korzystny sposób, który sprzyja długoterminowym adaptacjom i przyczynia się do zwiększonej integralności/lepszego działania sieci, a więc skuteczniejszego dostępu do wspomnień.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Wystawienie na oddziaływanie promieniowania elektromagnetycznego emitowanego przez telefon komórkowy wpływa na rozwój mózgu płodu, co potencjalnie może doprowadzić do nadaktywności.
      Zespół z Uniwersytetu Yale prowadził badania na myszach. Wyniki badań ukazały się w Scientific Reports. To pierwszy eksperymentalny dowód, że ekspozycja płodów na fale radiowe z komórek wpływa [...] na zachowanie dorosłych - twierdzi dr Hugh S. Taylor.
      Nad klatką ciężarnych myszy umieszczano wyciszony telefon komórkowy, który w czasie eksperymentu nawiązywał połączenie. Gryzonie z grupy kontrolnej trzymano w takich samych warunkach, ale telefon nie działał.
      Amerykanie oceniali aktywność mózgu dorosłych myszy. Zbadano je też za pomocą baterii testów psychologicznych i behawioralnych. Okazało się, że zwierzęta, które jako płody poddawano oddziaływaniu promieniowania elektromagnetycznego, były hiperaktywne, miały też zmniejszoną pojemność pamięciową. Wg Taylora, jest to skutkiem zaburzenia rozwoju neuronów z kory przedczołowej.
      Wykazaliśmy, że u myszy problemy behawioralne przypominające ADHD są spowodowane ekspozycją na promieniowanie elektromagnetyczne telefonów komórkowych. Wzrost częstości występowania zaburzeń zachowania u dzieci może [więc] po części być skutkiem ekspozycji na fale radiowe w okresie życia płodowego.
      Ekipa z Yale podkreśla, że potrzebne są badania na ludziach, by określić bezpieczny poziom ekspozycji w ciąży i lepiej zrozumieć wchodzący w grę mechanizm. Tamir Aldad podkreśla, że ciąża gryzoni trwa tylko 19 dni i młode rodzą się z mniej rozwiniętym mózgiem, dlatego należy sprawdzić, czy ewentualne ryzyko byłoby podobne. By oddać potencjalną ludzką ekspozycję, w ostatnim studium wykorzystano telefony komórkowe, ale w przyszłości do bardziej precyzyjnego zdefiniowania poziomu ekspozycji posłużymy się standardowymi generatorami pola magnetycznego.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Korzystanie z telefonu komórkowego sprawia, że chwilę potem ludzie stają się mniej prospołeczni.
      Prof. Anastasiya Pocheptsova i Rosellina Ferraro oraz student Ajay T. Abraham z University of Maryland przeprowadzili serię eksperymentów, w których ustalili, że po krótkim okresie korzystania z telefonu komórkowego badani wykazywali mniejszą chęć zostania wolontariuszem w lokalnej służbie społecznej, gdy ich o to poproszono. Poza tym szybciej przestawali się zajmować rozwiązywaniem zagadek słownych, mimo że wiedzieli, że poprawne odpowiedzi przekładają się na datek dla organizacji charytatywnej.
      Ograniczenie tendencji do skupiania się na innych następowało nawet wtedy, gdy uczestników studium proszono o narysowanie własnych telefonów komórkowych i pomyślenie o korzystaniu z nich.
      W eksperymentach wzięło udział kilka grup studentów college'u, a więc kobiety i mężczyźni tuż po dwudziestce. Możemy się [jednak] spodziewać podobnych efektów w innych grupach wiekowych. Biorąc pod uwagę coraz większe rozpowszechnienie komórek, należy się liczyć ze skutkami społecznymi na szeroką skalę - uważa Ferraro.
      Skąd bierze się spadek tendencji prospołecznych? Telefon komórkowy bezpośrednio wywołuje uczucie łączności z innymi, zaspokajając podstawową ludzką potrzebę przynależności. Później nie trzeba więc już podejmować wysiłków, by funkcjonować jako część społeczności czy pomagać innym. Psycholodzy ustalili, że łączność jest tu kluczem. Kiedy w jednym z eksperymentów porównywano użytkowników telefonów oraz Facebooka, okazało się, że za pośrednictwem komórki ludzie czuli się bardziej związani z otoczeniem.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Przed pięcioma laty informowaliśmy o stworzeniu przez Massachusetts Institute of Technology technologii bezprzewodowego przesyłania prądu - Witricity. Teraz firma o tej samej nazwie zapowiada, że jej pierwsze urządzenia trafią na rynek jeszcze w bieżącym roku.
      Eric Giler, prezes firmy, dokonał pokazu dla dziennikarzy. Skierował pilota na niewielki czarny panel przymocowany do ściany, a naciśnięcie przycisku spowodowało, że zapaliły się trzy lampki, a leżący na biurku komputer przenośny zaczął się ładować Panelu z lampkami i komputerem nie łączył żaden kabel, energia przesyłana była bezprzewodowo.
      Witricity zapewnia, że pierwszy produkt firmy, urządzenie służące do bezprzewodowego zasilania elektroniki przenośnej, znajdzie się w sklepach jeszcze w bieżącym roku. Za rok lub dwa właściciele samochodów elektrycznych dostaną do swoich rąk urządzenie, które pozwoli na ładowanie akumulatorów bez potrzeby podłączania samochodu kablami. Później mogą pojawić się urządzenia do bezprzewodowego ładowania rozruszników serca i innych implantów.
      Pomysł na bezprzewodowe przesyłanie prądu nie jest nowy. Pierwsze urządzenia prezentował Nikola Tesla przed stu laty. Od pewnego czasu są dostępne np. specjalne maty, które zapewniają energię myszkom komputerowym. Jednak wszystkie tego typu sprzedawane już urządzenia mają poważną wadę - wymagają fizycznego kontaktu z ładowanym urządzeniem. Nie jest to zatem dużo wygodniejsze niż podłączanie urządzenia do prądu.
      Przesyłanie prądu na odległość zakłada wykorzystanie pola magnetycznego. Przepuszcza się prąd przez cewkę, co powoduje powstanie takiego pola. Gdy w bezpośrednim sąsiedztwie mamy podobną cewkę, również i w niej pojawia się pole magnetyczne, generujące prąd elektryczny. Wystarczy jednak obie cewki od siebie odsunąć, by wydajność tej metody przekazywania energii gwałtownie spadła. Dlatego też wymagany jest obecnie bezpośredni kontakt urządzenia ładującego z ładowanym.
      Witricity radzi sobie z tym problemem dobierając precyzyjnie częstotliwość drgań każdej cewki, dzięki czemu straty są minimalne. Odległość, na jaką można w ten sposób przekazać energię zależy od wielkości cewki. Małe cewki, mieszczące się np. w telefonach komórkowych, pozwolą na efektywne ładowanie ich z odległości kilkunastu centymetrów. Witricity pokazało jednak prototypy pozwalające na przesyłanie energii na odległość około metra. Co prawda można przesyłać też energię za pomocą laserów i mikrofal, jednak po pierwsze oba urządzenia muszą znajdować się wówczas na wprost siebie, a po drugie są do metody niebezpieczne. Możliwe jest także zwiększenie odległości używając dodatkowych cewek pośredniczących. Podczas pokazu urządzonego przez Gilera cewki umieszczono też pod dywanem pomieszczenia, co pozwoliło na ładowanie komputera i zapalanie lampek na większą odległość.
      Witricity opracowało też prototypowy stół ładujący położone na nim urządzenia nawet wówczas, gdy znajdują się w torbie czy pudełku. Stworzyło też prototypową myszkę i klawiaturę ładowaną bezprzewodowo z monitora komputerowego. Firma podpisała wielomilionowy kontrakt z Toyotą na opracowanie systemu do bezprzewodowego ładowania samochodów elektrycznych.
      Witricity to jedna z wielu firm pracujących nad tego typu technologiami. Co więcej powstają nawet pomysły ładowania samochodów elektrycznych będących w ruchu. Utah State University otrzymało federalny grant w wysokości 2,7 miliona dolarów, dzięki któremu na przystankach autobusowych w Utah powstają urządzenia bezprzewodowo ładujące autobusy. Z kolei badacze z Oak Ridge National Laboratory i Stanford University pracują nad systemem cewek wbudowanych w drogi. Zapewniałyby one przejeżdżającemu pojazdowi wystarczająco dużo energii, by mógł dojechać do kolejnego zestawu cewek znajdującego się milę dalej. Umieszczone przy cewkach urządzenie wykrywałoby nadjeżdżający pojazd i rozpoczynało jego ładowanie. Specjaliści oceniają, że każdy z takich zestawów cewek kosztowałby mniej niż milion dolarów.
      Bezprzewodowe ładowanie pojazdów elektrycznych jest niezwykle wygodne. Nie musisz zmagać się z kablami, nie przejmujesz się pogodą, nawet nie musisz pamiętać o tym, by załadować samochód. Myślę, że ten pomysł szybko chwyci - mówi John Miller z Oak Ridge.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Niewydolność serca wiąże się z pogorszeniem funkcjonowania poznawczego i utratą substancji szarej mózgu. Wg autorów badania, utrudnia to realizację zaleceń lekarza, np. pamiętanie o zażywaniu właściwych leków o wyznaczonej porze.
      Nasze wyniki pokrywają się z obserwacjami osób z niewydolnością serca, które mają problem z wdrożeniem złożonych zaleceń i sugerują, że wskazane są prostsze instrukcje.
      Prof. Osvaldo Almeida z Uniwersytetu Zachodniej Australii zbadał za pomocą testów poznawczych 35 pacjentów z niewydolnością serca (NS), 56 z chorobą niedokrwienną serca (ChNS), która często, ale nie zawsze towarzyszy niewydolności, oraz 64 zdrowe osoby (grupa kontrolna). Objętość istoty szarej w różnych częściach mózgu oceniano za pomocą rezonansu magnetycznego.
      Okazało się, że w porównaniu do grupy kontrolnej, pacjenci z niewydolnością serca wypadli gorzej pod względem pamięci bezpośredniej i długotrwałej, a także szybkości reakcji.
      W ramach naszego studium ustaliliśmy, że zarówno niewydolność, jak i choroba niedokrwienna serca wiążą się z utratą neuronów w określonych obszarach mózgu, które są ważne dla modulowania emocji i aktywności umysłowej. Jest ona silniej zaznaczona u osób z niewydolnością, ale może także występować u pacjentów z chorobą niedokrwienną bez niewydolności serca. [...] Ludzie z NS i ChNS wykazują, w porównaniu do grupy kontrolnej, drobne deficyty poznawcze. Ponownie są one bardziej widoczne u chorych z NS.
      Regiony, w których stwierdzono ubytki substancji szarej, odpowiadają za pamięć, wnioskowanie i planowanie. Istnieją dowody, że optymalizują one wydajność w wymagających wysiłku umysłowego złożonych zadaniach. W konsekwencji utarta komórek nerwowych w tych obszarach może upośledzić [...] pamięć, zdolność modyfikowania zachowania, hamowanie emocjonalne i poznawcze, a także organizację.
      O ile nam wiadomo, to pierwsze studium, w którym uwzględniono dodatkową grupę z ChNS, dzielącą czynniki ryzyka z NS. Pozwoliło nam to wykazać, że ubytki poznawcze mogą być niespecyficznym skutkiem narastającego wyniszczenia chorobą sercowo-naczyniową. Analizy ujawniły, że subtelnych deficytów nie da się wyjaśnić upośledzeniem frakcji wyrzutowej lewej komory, powszechnymi schorzeniami współwystępującymi czy markerami biochemicznymi.
      W przyszłości Almeida zamierza ustalić, za pośrednictwem jakich szlaków fizjologicznych HF prowadzi do utraty neuronów i pogorszenia funkcjonowania poznawczego i czy zmiany mają charakter postępujący.
×
×
  • Create New...