Gehirnzellen zu bekommen gezwickt „on the go“

Gehirnzellen zu bekommen gezwickt

Forscher des MRC-Zentrum für Entwicklungs-Neurobiologie (MRC CDN) am Institute of Psychiatry, Psychology & Neuroscience (IoPPN), King ’s College London haben entdeckt, eine neue molekulare „Schalter“ steuert die Eigenschaften der Neuronen in Reaktion auf Veränderungen in der Aktivität Ihrer neuronalen Netzwerk. Die Ergebnisse, veröffentlicht in der Wissenschaft, legen nahe, dass die „hardware“ in unserem Gehirn ist abstimmbar und könnte Auswirkungen haben, die weit über den grundlegenden Neurowissenschaften – von der Information der Bildungspolitik auf die Entwicklung von neuen Therapien für neurologische Erkrankungen wie Epilepsie.

Computer werden oft als Metapher verwendet, etwa für das Gehirn, mit Logik Bretter und Mikroprozessoren Vertretung der neuronalen schaltkreise und Neuronen, beziehungsweise. Während diese Analogie diente die Neurowissenschaft in der Vergangenheit gut, es ist weit von der richtigen, nach Ansicht der Forscher vom King ‚ s. Sie schlagen vor, dass das Gehirn ist ein hoch dynamisches, sich selbst organisierenden system, in dem interne und externe Einflüsse kontinuierlich Form der Informationsverarbeitung ‚hardware‘ durch Mechanismen noch nicht verstanden, und in einer Weise, die nicht erreicht von Computern.

Forscher der MRC CDN, unter der Leitung von Professor Oscar Marín, haben Schuppen Licht auf dieses problem, indem Sie entdecken, dass einige Neuronen in der Großhirnrinde können die Anpassung Ihrer Eigenschaften in Reaktion auf Veränderungen in der Netzwerk-Aktivität – wie etwa jenen, die während des Erlernens einer motorischen Aufgabe. Die Autoren untersuchten zwei scheinbar verschiedene Klassen von fast-spiking-Neuronen, nur um zu entdecken, dass Sie tatsächlich waren, daß man das Stück „hardware“, die die Fähigkeit zum oszillieren zwischen zwei verschiedenen grundzuständen. Die Autoren identifizierten die molekularen Faktor, der verantwortlich für die Optimierung der Eigenschaften dieser Zellen, ein Transkriptionsfaktor, ein protein in der Lage, Einfluss auf die Genexpression bekannt als Er81.

Fast-spiking Neuronen sind Teil einer Allgemeinen Klasse von Neuronen, deren Hauptaufgabe ist die Regulierung der Aktivität der wichtigsten Zellen der Hirnrinde, bekannt als pyramidenförmige Zellen. Die Großhirnrinde ist die äußere Schicht des Gehirns, und ist verknüpft mit der Wahrnehmung, Sprache und Gedächtnis.

„Unsere Ergebnisse erklären, die zugrunde liegenden Mechanismen, die hinter der dynamischen regulation der Identität von Neuronen“, sagte Nathalie Dehorter des MRC-EUR und der erste Autor der Studie. „Die Ergebnisse von dieser Studie unterstützen die Vorstellung, dass die Aktivität spielt eine wichtige Rolle in der Spezifizierung von neuronalen Eigenschaften, die Anpassung in Reaktion auf interne und externe Einflüsse auf die Kodierung von Informationen. In anderen Worten, dass unsere „hardware“ ist abstimmbar, zumindest bis zu einem gewissen Grad.‘

Das Verständnis der dynamischen Mechanismen, die zur Entstehung von Gehirnfunktionen durch die Entwicklung und kontinuierliche Veränderung des neuronalen schaltkreise, und die Einschränkungen, Krankheit und Alterung zu verhängen, um dieses multi-modale Plastizität hat wichtige Auswirkungen, die über das hinausgehen, grundlegende Neurowissenschaften, von der Bildungspolitik zu Gehirn zu reparieren.

Professor Oscar Marín, letzter Autor aus der MRC CDN, sagte: „Unsere Studie zeigt die enorme Plastizität des Gehirns, und wie diese bezieht sich auf grundlegende Prozesse wie lernen. Das Verständnis der Mechanismen, die Regeln, diese Plastizität, und warum es dazu neigt, sich zu verflüchtigen, wenn wir älter werden, enorme Auswirkungen hat, die über das hinausgehen, grundlegende Neurowissenschaften, aus der die Information Bildung-Richtlinien zur Entwicklung neuer Therapien für neurologische Erkrankungen wie Epilepsie.‘

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