发现了大脑如何链接记忆创伤治疗可以提供途径
一个女人走在街上听到砰的一声。几分钟之后,她发现她的男朋友,一直走在她的前面,都被枪杀了。一个月后,女人检查到急诊室。垃圾车的声音,她说,引发恐慌。她的大脑已经形成了一个深,响亮的声音和持久的关系她目睹的毁灭性的景象。
这个故事,临床精神病学家和传送来的一项新研究的作者之一Mohsin Ahmed,医学博士,博士,是一个功能强大的大脑强大的记忆能力和连接事件分离。现在,在新研究在老鼠发表在神经元,哥伦比亚Zuckerman研究所的科学家们已经揭示大脑如何形成这种持久的联系。
科学家们发现了一个令人惊讶的机制,海马体,大脑记忆的关键地区,建立桥梁跨越时间:由发射脉冲的活动似乎是随机的,但实际上构成一个复杂的模式,随着时间的推移,帮助大脑学习关联。通过揭示底层电路联想学习,研究结果为更好的理解奠定基础焦虑和创伤,stressor-related疾病,如恐慌和创伤后应激障碍,一个看似中性事件可以引起负面反应。
“我们知道,海马体是重要的形式的学习涉及到连接两个事件发生甚至10到30秒,“阿提拉Losonczy说,医学博士,博士,哥伦比亚大学首席研究员的心理大脑行为研究所和莫蒂默·扎科曼论文的文章的第二作者。“这种能力是生存的关键,但其背后的机制已被证明难以捉摸。今天的研究在老鼠身上,我们绘制了复杂计算大脑进行为了链接不同的分离事件。”
海马体——一个小区域内深埋在大脑中——是一个重要的总部进行学习和记忆。以前在老鼠身上的实验表明,中断海马体麻烦留给动物学会副两个事件相隔数十秒。
比较流行的观点是,海马的细胞保持持久的活动水平将这些事件联系起来,”艾哈迈德博士说,哥伦比亚大学临床精神病学助理教授瓦大学的内科医生和外科医生,今天co-first作者的研究。“关闭这些细胞会因此影响学习。”
为了测试这个传统的观点,研究人员成像小鼠的海马状突起的部分动物暴露在两个不同的刺激:一个中立的声音紧随其后的是一个小但是不愉快的空气。fifteen-second延迟这两件事分开。科学家们跨几个试验重复这个实验。随着时间的推移,老鼠学会了把基调与soon-to-follow的空气。使用先进的双光子显微镜和功能性钙成像,他们记录了成千上万的神经元的活动,一种大脑细胞,同时在动物的海马在每个试验了许多天。
“通过这种方法,我们可以模仿,尽管在一个简单的方法,这个过程中我们自己的大脑经历当我们学会连接两个事件,“Losonczy博士说,他也是一个哥伦比亚大学的神经科学教授瓦大学的内科医生和外科医生。
他们收集的信息,研究人员计算神经科学家联手开发强大的数学工具来分析大量的实验数据。
“我们将看到重复的、连续的神经活动,坚持在fifteen-second差距,表明海马连接听觉语气和空气泡芙,“说计算神经学家斯特凡诺副食,博士,哥伦比亚大学Zuckerman研究所首席研究员和报纸的文章的第二作者。“但是当我们开始分析数据,我们没有看到这样的活动。”
相反,神经活动记录在fifteen-second时间差距是稀疏的。只有少量的神经元发射,他们这样做看似随机。这种零星的活动看起来截然不同的连续活动,大脑显示在其他学习和记忆任务,就像记住一个电话号码。
”活动似乎是适合和脉冲间歇和随机时间的任务,”詹姆斯·普里斯特利说博士生co-mentored Drs。Losonczy副食哥伦比亚Zuckerman研究所和纸的co-first作者。“理解活动,我们不得不改变我们分析数据及使用工具设计的随机过程。”
最终,随机性的研究人员发现一个模式:一个风格的心理计算似乎是一个非常有效的方式,神经元存储信息。而不是不断地相互通信,神经元节约能源——也许在细胞之间的连接通过编码信息,称为突触,而不是通过细胞的电活动。
“我们高兴地看到,大脑不能保持持续的活动在所有这些秒,因为新陈代谢,这不是最有效的方式来储存信息,“副食博士说,他也是一个哥伦比亚大学的神经科学教授瓦大学的内科医生和外科医生。“大脑似乎更有效的方式建造这座桥,我们怀疑可能涉及改变突触的强度。”
除了帮助绘制电路参与联想学习,这些发现也提供了一个起点更深入地探索疾病涉及在联想记忆障碍,如恐慌和创伤后压力心理障碍症。
“虽然我们的研究没有明确模型这两种疾病的临床症状,可以是非常有益的,”艾哈迈德博士说,他也是一名成员Zuckerman Losonczy实验室在哥伦比亚大学的研究所。“例如,它可以帮助我们模式的某些方面可能是发生在大脑当病人经历的可怕两个事件之间的联系,会给其他人,不引起恐惧或恐慌。”
参考
艾哈迈德等。(2020)。海马网络重组构成时序关联记忆的形成。神经元。DOI:https://doi.org/10.1016/j.neuron.2020.04.013
本文从以下转载材料。注:材料可能是长度和内容的编辑。为进一步的信息,请联系引用源。
