大脑如何记得决定?
哺乳动物大脑 - 包括人类储存的大脑,并根据我们在不断变化的世界中的良好和不良决策和互动的良好和糟糕的决策和互动来回忆令人印象深刻的信息。现在,在一系列新的小鼠的新实验中,Johns Hopkins医学报告的科学家们已经添加到证据表明这种“基于决策”存储器存储在大脑的非常特殊的部分中。
“弄清楚了关于过去选择的动物大脑存储信息可以帮助我们更广泛地理解决策模型,”约翰霍普金斯大学医学院神经科学助理教授杰姆米·科恩说。他说,他说,这种模型可能导致成瘾和其他缺陷或无序决策的其他疾病的治疗。
研究的描述于7月4日在杂志中公布神经元。
对于实验,Cohen和他的同事在Johns Hopkins使用各种气味来训练36只小鼠可以在舔时提供水的两根管,并且由计算机随机控制,转动“龙头”打开或关闭“龙头”。当一个管打开时,另一个管子关闭,然后关闭。实验旨在模仿野生饲料中的小鼠的水,并学习液体返回的地方。
科恩说,小鼠不知道是否会在他们做出特定选择时收到水。为了找到水奖,他必须记住他们最近的选择和结果,他解释道。
如预期的那样,Cohen说,小鼠更常见的是从水管探索和舔的,这些水管更频繁地打开,最大化了他们收到的水量。偶尔,他们还探索了被关闭的水管,偶尔舔一下。Cohen说,当截止有充足的水的管子时,小鼠切换到新打开的另一个管。科学家们还发现,小鼠等待使其水管的选择长达半分钟。
科恩说,过去十年的先前研究表明,基于决策的记忆储存在前额外的皮质- 复杂行为,人格和学习的席位。
要弄清楚他们的大脑在脑子里储存了水回忆,科恩的团队的成员,双子石,附着的微电极到大脑中,测量所谓的“动作电位”的射击率在超过3,000个神经元的膜上越过膜。前额叶皮质。
根据科恩,神经元的射击率'行动潜力在鼠标中表示两者之间选择的内部认知估计水管选项 - 基本上,鼠标思考哪个管舔。
前额叶皮质神经元中的基线动作潜力率大约是每秒两到10个尖峰。但是,当小鼠被认为是对另一个管选择相反的时候,科学家们发现近80%(2,401个中的3,073/3,073个)前额叶皮质神经元的平均行动潜在率平均约20分钟。
他们还发现越长老鼠采取了两根管之间的决定,前额叶皮质神经元的动作潜力率开始减速。在不舔管的15秒后,动作潜力率降至其峰值的一半。“鼠标可能忘记了特定环境的宝贵方式,”科恩说。
“这些数据给了我们一个窗户进入神经元如何储存这些决策的记忆,”科恩说。“我们不仅可以看到行动潜在射击率的变化,但我们也可以量化它们。”
研究人员还测量了鼠标脑中的前额叶皮质神经元延伸到其他部分脑,在其他地方的信号结构。他们发现增加了电信号向背面的纹状体,基底神经节内的结构,脑中中间的区域连接到运动。
科恩说,他的团队计划进一步研究到哪里和方式神经元从前额连接皮质到控制运动的大脑的其他部分。这些信息可能会阐明在包括人类在内的快速从世界各地学习的快速吸引力。“我们需要在挥发性世界中快速学习,并更多地弄清楚大脑如何让这将有助于了解如何调整这种学习,”Cohen说。
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