Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Badacze z Princeton University utrwalili aktywność pojedynczych neuronów mysiego hipokampa podczas przemierzania wirtualnego labiryntu. Wg nich, rytmiczne wyładowania można by powiązać z położeniem zwierzęcia.

Amerykanie mają nadzieję, że ich metoda pozwoli odkryć, w jaki sposób aktywność neuronów formuje nowe ślady pamięciowe i oddziałuje na zachowanie.

W rzeczywistości cyfrowej gryzonie biegały, choć ich głowa była unieruchomiona. Pozwoliło to biologom na uzyskanie ciągłego zapisu aktywności pojedynczego neuronu. Wzięli oni na cel komórki miejsca hipokampa (ang. place cells), po raz pierwszy opisane w 1978 r. przez O'Keefe'a i Dostrovsky'ego u szczurów. Uaktywniają się one, gdy lokalizacja w środowisku odpowiada obsługiwanemu przez nie polu.

Wcześniej specjaliści badali ich działanie za pomocą elektrod zewnątrzkomórkowych. Jak jednak zauważa prof. David Tank, w ten sposób określano aktywność, lecz już nie to, jak jest generowana. Jego ekipa zastosowała inną technikę, dzięki której udało się utrwalić aktywność wewnątrz neuronu.

Podczas eksperymentu myszy przebierały właściwie tylko łapami. Poza tym nie przemieszczały się, ponieważ umieszczano je na kuli lewitującej nad ziemią, czyli na czymś w rodzaju minipoduszkowca. Myszy łatwo chodzić i biegać po takiej powierzchni – to zupełnie jak kołowrotek [widywany w akwariach chomików]. Przesuwając kulę, gryzoń kontrolował swoje ruchy w wirtualnym labiryncie. Na końcu każdego czekała nagroda. Gdy zwierzę miało ochotę na kolejną, musiało się odwrócić i biec do drugiego końca.

Komórki miejsca stawały się aktywne w określonych okolicach korytarza. Wyładowania grup neuronów wrażliwych na położenie następowały w szczególnym rytmie [...]. Patrząc na czasowanie aktywności, można zatem powiedzieć, gdzie mysz się znajduje.

Niewykluczone, że timing stanowi rodzaj kodu, który jest jakoś przekładany na pamięć. Profesor Tank nadmienia, że nadal nie wiadomo, jaką dokładnie funkcję spełniają komórki miejsca. Czy stanowią fundamentalną część systemu nawigacyjnego mózgu, czy też ich rola jest bardziej uogólniona i polega na umożliwieniu zapamiętywania sekwencji zdarzeń.

 

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
      Konsolidując pamięć wcześniejszego spożycia, glutaminianergiczne neurony piramidowe brzusznego i grzbietowego hipokampa odgrywają kluczową rolę w hamowaniu jedzenia/poboru energii w okresie poposiłkowym.
      Wspomnienia ostatnio zjedzonych pokarmów mogą stanowić potężny mechanizm kontroli zachowań związanych z odżywianiem, gdyż zapewniają zapis ostatniego spożycia, który prawdopodobnie przetrwa większość sygnałów hormonalnych i mózgowych generowanych przez posiłek - podkreśla dr Marise Parent z Uniwersytetu Stanowego Georgii. Co jednak zaskakujące, regiony mózgu, które pozwalają pamięci kontrolować przyszłe zachowania związane z odżywianiem, są w dużej mierze nieznane - dodaje.
      Komórki hipokampa dostają informacje o stanie łaknienia i są połączone z obszarami mózgu istotnymi dla zapoczątkowania i zahamowania jedzenia. Naukowcy postanowili więc sprawdzić, czy zaburzenie funkcji hipokampa po posiłku, kiedy wspomnienie jedzenia jest stabilizowane, może sprzyjać przyszłemu spożyciu, gdy komórki zaczynają działać normalnie.
      Autorzy artykułu z pisma eNeuro posłużyli się optogenetyką, która pozwala kontrolować pojedyncze neurony za pomocą światła. Gdy Amerykanie wykorzystali tę metodę, by zahamować komórki hipokampa po jedzeniu, okazało się, że zwierzęta jadły następny posiłek wcześniej i pochłaniały niemal 2-krotnie więcej jedzenia. Działo się tak, mimo że komórki działały już wtedy normalnie. Nie miało przy tym znaczenia, czy szczurom dawano paszę dla gryzoni, roztwór sacharozy czy wodę z sacharyną.
      Naukowcy byli zaskoczeni faktem, że szczury spożywały więcej sacharyny, bo ta nieposiadająca wartości odżywczych substancja słodząca generuje bardzo mało jelitowych sygnałów chemicznych charakterystycznych dla jedzenia. Mając to na uwadze, doszli do wniosku, że efekt, który dostrzegli, można wyjaśnić wpływem na konsolidację pamięci, a nie upośledzoną zdolnością do przetwarzania sygnałów żołądkowo-jelitowych.
      Amerykanie podkreślają, że uzyskane wyniki mają ogromne znaczenie dla zrozumienia przyczyn otyłości i opracowania metod jej leczenia. Wiele wskazuje na to, że wspieranie zależnych od hipokampa wspomnień tego, co, kiedy i jak dużo się zjadło, może być użyteczną strategią odchudzania.

      « powrót do artykułu
    • 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
      Wykształcenie i doświadczenie muzyczne mają biologiczny wpływ na proces starzenia. Dotąd zakładano, że związane z wiekiem opóźnienia w procesie czasowania neuronalnego są nieuniknione. Można je jednak wyeliminować lub skompensować właśnie dzięki "uprawianiu" muzyki.
      Naukowcy z Northwestern University mierzyli automatyczne reakcje mózgu starszych i młodszych muzyków oraz niemuzyków na dźwięki mowy. Okazało się, że starsi muzycy nie tylko wypadali lepiej od niezwiązanych z muzyką rówieśników, ale i odkodowywali dźwięk tak samo dokładnie i szybko jak młodsi niemuzycy. To wspiera teorię, że stopień, do jakiego aktywnie doświadczamy dźwięków w ciągu życia, wywiera pogłębiony wpływ na działanie naszego układu nerwowego - podkreśla Nina Kraus.
      Wytrenowany mózg jest w stanie częściowo przezwyciężyć związaną ze starzeniem utratę słuchu. Co więcej, pomaga nawet edukacja rozpoczęta w jesieni życia. Wcześniej Kraus wykazała, że doświadczenia muzyczne mogą kompensować ubytki pamięciowe i problemy ze słyszeniem mowy w hałaśliwym środowisku - dwie bolączki starszych osób. Jej laboratorium badało wpływ doświadczeń muzycznych na plastyczność mózgu w różnym wieku (zarówno w normalnej populacji, jak i wśród chorych z różnymi zaburzeniami).
      Kraus przestrzega, że wyniki najnowszych badań nie wskazują, że muzycy mają przewagę nad niemuzykami w każdym zakresie i ich neurony szybciej reagują na każdy dźwięk. Studium zademonstrowało, że doświadczenie muzyczne wybiórczo oddziałuje na czasowanie elementów dźwięku ważnych dla odróżnienia jednej spółgłoski od drugiej.
      Podczas oglądania filmu z napisami u 87 prawidłowo słyszących dorosłych, dla których angielski był językiem ojczystym, mierzono automatyczne reakcje nerwowe. Muzycy zaczęli się uczyć gry przed ukończeniem 9 lat i byli zaangażowani muzycznie przez całe życie. Niemuzycy kształcili się muzycznie 3 lata bądź mniej.
    • 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.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Często słyszy się, że telewizja to złodziej czasu, który można by przeznaczyć na ćwiczenia czy kontakty z innymi ludźmi. Okazuje się, że w kwestii poprawy formy da się coś zrobić, wystarczy maszerować w miejscu po rozpoczęciu przerwy reklamowej (Medicine & Science in Sports & Exercise).
      Naukowcy z University of Tennessee badali grupę 23 kobiet i mężczyzn w wieku 18-65 lat. W studium uwzględniono osoby reprezentujące różne kategorie wskaźnika masy ciała (BMI). Sprawdzano, ile kalorii ulega spaleniu podczas leżenia, siedzenia, stania, chodzenia w miejscu i marszu na bieżni z prędkością ok. 5 km/h. W drugiej części eksperymentu ci sami badani na siedząco oglądali przez godzinę telewizję albo spędzali przed nim tyle samo czasu, wykorzystując przerwy reklamowe na marsz w miejscu. Dzięki krokomierzom można było zliczać kroki.
      Chodząc w miejscu w czasie reklam, ochotnicy spalali średnio 148 kilokalorii. Ustalono, że w ciągu mniej więcej 25 minut przeciętnie wykonywali 2111 kroków. Godzinne ćwiczenia na bieżni pozwalały zużyć średnio 304 kilokalorie. Niestety, więźniowie kanap i foteli nie wypadali najlepiej. Po 60 min oglądania stamtąd telewizji spalali zaledwie 81 kcal. Co więcej, nie odnotowano istotnych statystycznie różnic w liczbie spalonych kalorii między odpoczynkiem a oglądaniem TV na siedząco (79 vs. 81 kcal).
      Zespół z Knoxville uważa, że sygnał rozpoczęcia bloku reklamowego może być dobrą wskazówką, że trzeba wstać i trochę się poruszać. Znany dżingiel warto potraktować jako element środowiska, który pomaga w wykształceniu korzystnych dla zdrowia nawyków.
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...