在大脑中新发现的“音量控制”促进了学习,记忆
科学家长期以来一直想知道大脑海马的神经细胞活动,学习和记忆的震中,被控制 - 神经元之间的突触通信可以触发癫痫发作,而且太少的危及信息处理,促进神经变性。乔治城大学医学中心的研究人员表示,他们现在有一个答案。在1月10日问题神经元他们报告说,将海马中两种不同神经细胞链接的突触作为一种“体积控制”,在稳定,最佳水平下保持整个区域的神经元活动。
“将这些特殊的突触思考如神灵和人类在山脉大教堂的着名壁画中触摸的手指,”该研究的高级调查员Daniel Pak,博士,博士,博士,博士,药理学副教授。“现在替代两个不同群体的数字神经元这需要顺利执行。触摸手指或突触,控制海马内神经元的活性水平。“
海马是一个处理单元从Cortex接收输入并巩固这些信息学习和记忆。被称为位于海马的颗粒细胞的神经元,位于海马的牙齿过滤器中,从皮质接受透射率。然后,那些颗粒细胞通过突触手指通过该颗粒细胞向另一组神经元(在本研究中的海马Ca3区中的那些。
那些手指拨打,或拨打下来,体积神经传递从颗粒细胞到Ca3区域,以保持海马的学习和记忆区域的神经传递,以最佳的流动 - 一种称为稳态可塑性的概念。“如果颗粒细胞尝试传递过多的活动,我们发现,突触结通过削弱了它们的连接来夯实传输量,允许正确的信息到达Ca3神经元,”Pak说。“如果颗粒细胞没有传输有足够的活动,则突触变得更强,将音量泵送到CA3,以便信息流保持恒定。”
海马有许多这种感动的手指,连接所谓的“苔藓纤维”颗粒细胞在Ca3区的神经元。但重要的是,除了海马中的数十亿神经元中,Pak说,并不需要将其自身的传播水平设定为另一个神经细胞。
要解释,他使用另一个比喻。“先前已被认为是神经元分别像汽车一样行动,每个都是为了使他们的速度保持在恒定的水平,即使信号流量可能是快速或慢的。但我们想知道这些神经元如何有效地处理学习和内存信息,同时调节他们处理和传达该信息的速度。
“我们认为,根据我们的研究,只有苔藓纤维突触在CA3神经元上,控制海马的活动水平 - 它们就像火车上的发动机,为所有其他汽车的速度设置为附加到它的所有其他车的速度,“Pak说。”这释放了其他神经元完成他们的工作,他们是以学习和记忆的形式进行处理和编码信息。“
该研究不仅为海马的傲高性能如何提供新的模型,它还可以与学习和记忆共存,它还表明了一种新的治疗途径,帮助患者无法控制的癫痫发作。
“CA3地区非常易受癫痫发作,因此如果我们了解在这些神经元中的稳态,我们可能会潜在地操纵系统。当有过多的CA3水平时神经元活动在患者身上,我们可以学习如何治疗转向它。“
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