الكاتب: دنغ النمر

كيف لنا أن نعرف بالضبط أين أنت؟ لماذا نحن قادرة على الوصول بدقة من مكان إلى آخر؟ كيف لنا يتعلم المخ ومسار المعلومات اللازمة لتذكر؟ الإجابة على هذه الأسئلة ولكن أيضا من جائزة نوبل في علم وظائف الأعضاء والطب 2014. منحت جائزة هذا العام لثلاثة neurophysiologist - جون Aoji فو (يوحنا O`keefe)، مايو - بريت موزر (مايو بريت موزر)) وإدوارد موزر (إدوارد موزر)، تقديرا لمساهمتها في اكتشاف أنظمة تحديد المواقع الدماغ.

الشكل (1)، على التعلم والذاكرة، لديه الدماغ أيضا العديد من الأسرار الخفية حل. المصدر: 123RF

الدماغ يقع هذا "المدمج في نظام تحديد المواقع" النظام الموجود من القشرة المخية الأنفية الداخلية (القشرة المخية الأنفية الداخلية، EC) من خلايا الشبكة (خلية الشبكة)، في قرن آمون (الحصين) خلية الموقع (مكان الخلية)، وبالقرب من خلايا وظيفية أخرى الدستور. دور النظام هو لتحديد موقف المكاني من الجسم، ويمكننا استخدام هذه المعلومات للتخطيط بدقة الطريق في بيئة معقدة للتنقل. عندما يكون الحيوان أو الإنسان لدخول بيئة جديدة، فإن النظام يستمر في تكرار عملية التعلم والذاكرة، وتحديثها باستمرار وتوحيد الفهم والسيطرة على المعلومات المكانية بيئية جديدة.

حل نوبل المشاكل الأولين، ولكن كيف تعلم أدمغتنا وتذكر المعلومات لا يزال لغزا. ويعتقد معظم العلماء أن الدماغ الحصين والمتعلقة بالنظام القشرية مهم جدا للملاحة الفضائية والتعلم وتكوين الذاكرة. إذا دخل بين الضرر السبب المباشر لالحصين، أو تدمير الحصين والقشرة المخية ذات الصلة (على سبيل المثال، القشرة المخية الأنفية الداخلية) - الناتج اتصال سوف يؤدي إلى التعلم الجاد وضعف الذاكرة.

الاختلافات في مورفولوجيا الخلايا والتنمية القشرة، وينقسم إلى الحصين CA1، CA2، CA3، CA4 أربعة قطاعات. المعلومات الواردة من الحواس متعددة بعد سلسلة الأولية لمعالجة مناطق الدماغ بشكل رئيسي من خلال الحصين القشرة المخية الأنفية الداخلية تمريرها إلى مزيد من المعالجة والتخزين. وقد أظهرت دراسات سابقة أن تبادل المعلومات بين القشرة المخية الأنفية الداخلية والحصين في المقام الأول من خلال طول اقل من اثنين مرور. ودعا لونغ مسار ارد متشابك غير المباشرة (المشار إليها باسم "بعيدة المدى طريقا غير مباشر")، مسار نقل المعلومات هو: بنية القشرة المخية الأنفية الداخلية في الطبقة الثانية من التلفيف المسنن من الحصين CA3 CA1 الداخل؛ دعا باختصار متشابك المباشر مسار وارد (المشار إليها باسم "الطريق المباشر القصير")، المعلومات إلى CA1 الحصين مباشرة من القشرة المخية الأنفية الداخلية للبنية الطبقة الثالثة. مسار غير مباشر طويل المدى مهم في عملية التعلم والذاكرة في. وقد كشفت الدراسات التجريبية أيضا أن عددا كبيرا من نقاط الاشتباك العصبي بين توزيع بعيدة المدى الخلايا العصبية طريقا غير مباشرة. ولكن الناس مع الدور الوظيفي للأنماط الاتصال متشابك من القليل القصير هو معروف عن طريق مباشر . عندما الباحثين دور القشرة المخية الأنفية الداخلية في محاولة لفهم وجدت أن القشرة المخية الأنفية الداخلية في مناطق مختلفة من تجهيز محتوى هناك فرقا كبيرا. والمعلومات المكانية وسطي الخلايا العصبية (MEC) منطقة القشرة المخية الأنفية الداخلية الواردة الحساسة، ومنطقة القشرة المخية الأنفية الداخلية من الطبقة الخارجية (LEC) الخلايا العصبية إرادة أكثر حساسية للمعلومات غير المكانية (الرائحة واللون) . ومع ذلك، في الداخل، داخل وخارج الخلايا العصبية القشرة المخية الأنفية الداخلية، الاتصالات المشبكية في مسار مباشر القصير، فضلا عن آليات والجوانب الأخرى المشاركة في التعلم والذاكرة وظيفة ما إذا كان هناك فرق كبير، لا يوجد استنتاج واضح .

2، وتخطيطيا للاتصال (عبر بعيدة المدى، مسار قصير) بين الجلد الخارجي والحصين حاسة الشم الداخلي. المصدر: مقتبس من مؤلف غويلهيرم نيفيز ETAL، 2012.

في الآونة الأخيرة، جامعة بكين للمعلمين، معهد الدماغ والعلوم المعرفية، الدولة أهم مختبر علم الأعصاب الإدراكي والتعلم، وفريق تشانغ شياو في مجلة "الطبيعة وعلوم الأعصاب" نشرت قصة الغلاف، من الخلايا، الاتصالات المشبكية النشاط الكهربائي العصبية والسلوك والتعلم من أربعة مستويات، ويعطي بعض النتائج واضحة.

فريق البحث المسجلة في منطقة الحصين إلى 354 الخلايا العصبية، العصبية وإعادة بنائها الصرفي. وتبين أن وجود أشكال مختلفة من السكان الخلية العصبية في منطقة الحصين CA1 من الجانب الخلفي. وهذا يتفق مع النتائج السابقة - على أساس الاختلافات في التشكل من الخلايا العصبية، ويمكن تقسيم سكان الخلية العصبية في قرن آمون إلى قسمين: واحد هو الخلايا الهرمية بسيطة، فئة أخرى من الخلايا الهرمية معقدة.

وتشير الدراسات أيضا إلى أنه في المنطقة CA1 الحصين الخلايا الهرمية في مسار مباشر قصيرة اثنين، الداخلية والخلايا العصبية القشرة المخية الأنفية الداخلية في نقاط الاشتباك العصبي متصلا خارج هناك اختلافات كبيرة - الخلايا الهرمية بسيطة شكلت فقط داخل القشرة المخية الأنفية الداخلية (MEC) الخلايا العصبية مرتبطة مباشرة، ويمكن أن تشكل مجمع الخلايا الهرمية إتصال القشرة المخية الأنفية الداخلية (MEC) وداخل الخلايا العصبية، قد تكون داخلية وخارجية القشرة المخية الأنفية الداخلية (LEC) الخلايا العصبية تشكل الاتصالات. وبعبارة أخرى، فإن مساعدات من المنطقة CA1 الحصين يمكن أن الخلايا الهرمية المعقدة قبول إدخال نوعين من المعلومات (المعلومات المكانية والمعلومات غير المكانية)، والخلايا الهرمية بسيطة غير المرجح أن تقبل سوى المعلومات المكانية المدخلات . ويمكن أن يفهم: عندما يكون الناس الذين يعيشون في CA1 حديقة معقدة الخلايا الهرمية في المنطقة الظهرية الشعبين المعرفة في حديقة هذا الموقف، والمعروف أيضا حديقة الزهور، والخلايا الهرمية بسيطة ومن المرجح أن يعرف الناس في الحديقة فقط.

3، والاتصال هو خلايا بسيطة في مسارات الخلوية المعقدة التوزيع التخطيطي. المصدر: فريق تشانغ شياو

من أجل توضيح مسار مباشر قصيرة، ودور الخلايا العصبية القشرية المخية الأنفية الداخلية في تعلم سلوك الخارجي الداخلية المرتبطة بها، وجدت علاقة السببية بين السلوك والعصبية مسارات في الدماغ، واستخدم الباحثون الفئران مع علم البصريات الوراثي (علم البصريات الوراثي) التكنولوجيا. علم الوراثة الخفيفة هي تقنية للسيطرة على الأعصاب. من خلال هذه التقنية، استخدم الباحثون تقنية الهندسة الوراثية يسمح الخلايا العصبية لإنتاج أوبسين، وبعد ذلك يمكنك استخدام ما يصل إلى الأنشطة التشغيلية المميزة للخلايا العصبية. وقياسا على ذلك، لنفترض جزء معين من الشخص المسؤول عن السيطرة على النوم أدمغتنا، حتى نتمكن من استخدام التكنولوجيا البصرية للسيطرة الجينية لهذا الموقع بالذات، لتحقيق ما شابه "مع الضوء الأزرق لا يستطيع النوم، والأحمر ضوء سقطت على الفور نائما "تأثير. أليس كذلك باردة!

كانت تشانغ شياو فريق التقنيات الوراثية الضوئية بشكل انتقائي القشرة المخية الأنفية الداخلية تحول دون (طبقة 3) من الجانب الخلفي الخارجي المنطقة CA1 من الحصين، سطي القشرة المخية الأنفية الداخلية (طبقة 3) CA1 الحصين المنطقة من الجانب الخلفي، والأنفية الداخلية طبقة الجلد 2 الحصين المسنن التلفيف (تتراوح فترة طويلة طريقا غير مباشر) ثلاثة حلقة النشاط العصبي (انظر الشكل 2). وقد تبين أن تمنع فقط القشرة المخية الأنفية الداخلية (طبقة 3) من خارج CA1 منطقة قرن آمون في الجانب الخلفي من مسارات اتصال قصيرة النشاط العصبي يمكن أن تؤثر تأثيرا كبيرا على سلوك التعلم من الحيوانات. منذ مسارات اتصال قصيرة المدى للمشاركة في التعلم والسلوك، وذلك في عملية التعلم، وCA1 الخلايا الهرمية في المنطقة الظهرية للقرن آمون يحدث لتغيير ذلك؟ للإجابة على هذا السؤال، استغرق الفريق البحثي الاستفادة من العصب الناقل photoelectrode لتسجيل عملية التعلم، وقرن آمون الخلايا CA1 الهرمية في المنطقة الظهرية للنشاط التفريغ. وأظهرت النتائج أن، بالمقارنة مع شروط الخلايا العصبية المجاورة، والخلايا الهرمية CA1 التعقيد في المنطقة لديها تفضيل أكثر وضوحا لتعلم العظة رائحة مختلفة. وهذا يدل على أن القشرة المخية الأنفية الداخلية (طبقة 3) في المنطقة الخارجية من الجانب الخلفي الحصين CA1 قد تكون موجودة بين المسارات العصبية محددة التعلم والذاكرة السببية . وفي الوقت نفسه، درس الباحثون أيضا استكشاف "U" على شكل متاهة حالة الكهربية من الفئران. وقد أظهرت الدراسات أن CA1 الهرمي هذين النوعين من الخلايا بسيطة ومعقدة يمكن أن يكون موقف الخلية، يمكنك ترميز على نفس القدر من المعلومات الفضائية. هذا CA1 الخلايا الهرمية في الكشف معقدة وبسيطة من نمط اتصال مسار قصير المباشر العثور عليها في القشرة المخية الأنفية الداخلية قبول إدخال يتفق مع نتائج الداخل.

4، والقشرة المخية الأنفية الداخلية الخارجية (طبقة 3) ضوء المؤخر التلاعب بها وراثيا المنطقة CA1 الحصين تؤثر تأثيرا كبيرا على السلوك في الفئران.

ونتيجة لذلك، فريق تشانغ شياو يصور بالتفصيل ضمن خريطة حاسة الشم من الاتصالات المشبكية مسار قصير المباشر من المنطقة CA1 القشرية وقرن آمون في الداخل والخارج، ووجد "منطقة خارج القشرة المخية الأنفية الداخلية ظهري الحصين CA1 " تشارك هذا المدى القصير طريق مباشر في الأدلة المتعلقة التعلم حاسة الشم . على الرغم من أن القشرة المخية الأنفية الداخلية والحصين أيضا من بين أخرى كثيرة مسار اتصال مباشر أو غير مباشر، يحتاج العلماء أيضا إلى بذل المزيد من البحوث لفهم هذه الاتصالات مسارات وكيف السيطرة على كل من التعلم والذاكرة، ومع ذلك، تشانغ شياو الجانب وجد الفريق أن أساس متين وقد وضعت لآليات العصبية فك وراء التعلم والذاكرة. كشف العلماء أيضا حتى في الدماغ الطريق تؤخذ مرة واحدة مرة أخرى خطوة قوية إلى الأمام.

ملحق:

جوهر الرئيسي عام 2014 جائزة نوبل للعلم وظائف الأعضاء والطب

في عام 1971، ويدعى جون Aoji فو neurophysiologist الأمريكي يوفر دليلا قويا على الدماغ نظام "GPS"، وجد فئة في الدماغ الفئران تسمى منطقة "قرن آمون" مقارنة بين الخلايا العصبية السحر، وعندما تقع في غرفة الفئران محددة الموقع، جزء من الخلايا العصبية في هذه المنطقة هو دائما نشطة، وعندما يقع الفئران في موقف معين عندما غرفة وعلاوة على ذلك، فإن المنطقة جزء آخر من العصب الخلايا هي دائما نشطة، آو جى فو وضعت هذه المجموعة من الخلايا تسمى "خلايا المكان"، في مرور 30 عاما في وقت لاحق، ويقع النرويج موسر زوجين القشرة المخية الأنفية الداخلية (EC) في محيط الحصين لقد وجدنا في المنطقة مع خصائص مماثلة "خلايا الشبكة". تقع خلايا الشبكة القشرة المخية الأنفية الداخلية مع وظائف الخلية الأخرى والمواقع الخلوية التي تقع بالقرب من منطقة قرن آمون في الدماغ تشكل "GPS" النظام. عندما الإنسان أو الحيوان للوصول إلى بيئة جديدة، تتكرر باستمرار هذا عملية التعلم والذاكرة لتلبية المعلومات المكانية البيئية الجديدة المحافظة وتوحيدها. ومن الواضح أن القشرة المخية الأنفية الداخلية والحصين في المخ في المنطقة ستشارك في عمليات التعلم والذاكرة.

المراجعون: تشانغ شياو، العلوم المعرفية والتعلم، جامعة بكين للمعلمين، أستاذ الأعصاب مختبر مفتاح الدولة

لمزيد من المعلومات حول هذه الدراسة كلمات مشابهة، انظر

تحرير: غدا

المراجع:

نيفيز، G، كوك، S. F.، والنعيم، T. V. (2008) متشابك اللدونة، والذاكرة في منتهى الحصين: .. نهج الشبكة العصبية لالسببية NatureReviews علم الأعصاب، 9 (1)، 65-75 ..

لي، Y.، شو، J.، ليو، Y.، وقال تشو، J.، ليو، N.، تسنغ، W.، ... ولي، X. (2017). وentorhinalcortex متميزة إلى الدائرة مباشرة CA1 الحصين للتعلم النقابي حاسة الشم. NatureNeuroscience.

هذا المقال من شبكة شل

إعادة النشر، يرجى الاتصال أذن sns@guokr.com

المساهمون الاتصال scientificguokr@163.com