توضح الدراسة الأساس الهيكلي لتكوين الذاكرة في دماغ الفأر

توضح الدراسة الأساس الهيكلي لتكوين الذاكرة في دماغ الفأر

وفي دراسة دعمتها المعاهد الوطنية للصحة (NIH)، أظهر الباحثون الأساس الهيكلي لتكوين الذاكرة في شبكة واسعة من الخلايا العصبية في دماغ الفأر. يسلط هذا العمل الضوء على الطبيعة المرنة بشكل أساسي لإنشاء الذاكرة، ويصف التغييرات المرتبطة بالتعلم على المستويين الخلوي وتحت الخلوي بدقة غير مسبوقة. إن فهم هذه المرونة يمكن أن يفسر سبب فشل عمليات الذاكرة والتعلم في بعض الأحيان.

النتائج نشرت فيعلومأظهر أن الخلايا العصبية المرتبطة بأثر الذاكرة أعادت تنظيم اتصالاتها مع الخلايا العصبية الأخرى من خلال اتصال غير نمطي يسمى العروة متعددة المشابك. في الحبة متعددة المشابك العصبية، يتصل محور العصبون الذي ينقل الإشارة بمبيعات المعلومات بالعديد من الخلايا العصبية التي تستقبل الإشارة. ووفقا للباحثين، فإن العروات متعددة المشابك قد تمكن المرونة الخلوية لترميز المعلومات التي لوحظت في الدراسات السابقة.

ووجد الباحثون أيضًا أن الخلايا العصبية المشاركة في تكوين الذاكرة لم تكن مرتبطة ببعضها البعض بشكل تفضيلي. يتحدى هذا الاكتشاف فكرة "تحفيز الخلايا العصبية معًا"، كما تتنبأ نظرية التعلم التقليدية.

بالإضافة إلى ذلك، لاحظ الباحثون أن الخلايا العصبية المرتبطة بأثر الذاكرة أعادت تنظيم بعض الهياكل داخل الخلايا التي تدعم الطاقة والتواصل واللدونة في الاتصالات العصبية. كان لهذه الخلايا العصبية أيضًا تفاعلات متزايدة مع الخلايا الداعمة المعروفة باسم الخلايا النجمية.

باستخدام مجموعة من الأدوات الجينية المتقدمة والمجهر الإلكتروني ثلاثي الأبعاد والذكاء الاصطناعي، توصل علماء الأبحاث ماركو أويتيبو وأنتون ماكسيموف، دكتوراه.

تُظهر هذه الصورة إعادة بناء ثلاثية الأبعاد على المستوى النانوي بمساعدة الذكاء الاصطناعي للمشابك العصبية في قرن آمون الفأر.

ولدراسة السمات الهيكلية المتعلقة بالتعلم، قام الباحثون بتعريض الفئران لمهمة تكييف وفحصوا منطقة الحصين في الدماغ بعد حوالي أسبوع واحد. لقد اختاروا هذا الوقت لأنه يحدث بعد تشفير الذكريات لأول مرة ولكن قبل إعادة تنظيمها للتخزين طويل المدى. باستخدام تقنيات وراثية متقدمة، قام الباحثون بتسمية مجموعات فرعية من الخلايا العصبية الحصينية التي يتم تنشيطها أثناء التعلم بشكل دائم، مما يسمح بتحديد هوية موثوق به. ثم استخدموا خوارزميات المجهر الإلكتروني ثلاثي الأبعاد والذكاء الاصطناعي لإنشاء عمليات إعادة بناء نانوية للشبكات العصبية المثيرة المشاركة في التعلم.

توفر هذه الدراسة نظرة شاملة على السمات الهيكلية لتكوين الذاكرة في منطقة واحدة من الدماغ. كما أنه يثير أسئلة جديدة لمزيد من الاستكشاف. ستكون الدراسات المستقبلية حاسمة لتحديد ما إذا كانت الآليات المماثلة تعمل عبر نقاط زمنية ودوائر عصبية مختلفة. بالإضافة إلى ذلك، هناك حاجة إلى مزيد من التحقيق في التركيب الجزيئي للحبات متعددة المشابك لتحديد دورها الدقيق في الذاكرة والعمليات المعرفية الأخرى.

تم دعم البحث بتمويل من المعهد الوطني للصحة العقلية، والمعهد الوطني للاضطرابات العصبية والسكتة الدماغية، والمعاهد الوطنية للصحة.أبحاث الدماغ من خلال تعزيز التقنيات العصبية المبتكرة® مبادرة أو مبادرة الدماغ®.

مصادر: