UT西南研究人员发现大脑的内存“缓冲区”的单个细胞

个体神经细胞在大脑的前部可以容纳自己记忆的痕迹,只要一分钟甚至更长,UT西南医学中心的研究人员发现。

这项研究,网上出现在2月出版的《自然神经科学》,是第一个确定的特定信号建立永久性的细胞记忆和揭示大脑如何保存临时信息。对成瘾,注意力障碍和与压力相关的记忆丧失,唐·库珀博士说,西南大学精神病学助理教授和这项研究的资深作者在老鼠身上进行的。

研究人员已经知道,永久记忆存储时,兴奋性氨基酸谷氨酸激活离子通道在大脑中的神经细胞重组,加强细胞的连接。但是这个过程需要几分钟至几小时的打开和关闭,缓冲太慢,或暂时持有,迅速传入的信息。

研究人员发现,快速输入不到一秒长启动细胞单个细胞持久的记忆过程,只要一分钟,这一过程被称为metabotropic谷氨酸传播。这传播最高度进化的大脑区域拥有即时信息。

这些细胞的发现对人类的大脑如何产生影响商店快速变化的信息,如临时记忆老千使用计数卡在一场黑杰克和赌场已经找到了,它是记忆最敏感的破坏性影响酒精和噪声干扰,库珀博士说。

“这更像是RAM(随机存取记忆体)在电脑上比记忆存储在磁盘上,“库珀博士说。“磁盘上的记忆更持久,你可以回去重复访问相同的信息。RAM内存是可重写的临时存储,允许多任务。”

研究人员发现在老鼠身上特定metabotropic谷氨酸受体称为受体,当打开,开始使用钙信号级联记忆痕迹。这么快,短期记忆过程发生在单个细胞;与长期记忆,额外的蛋白质导致网络缓慢的重组细胞之间建立一个永久的记忆。

人员检查老鼠脑细胞用纳米电极来测量记忆形成过程。

进一步了解这个短期记忆的过程与成瘾,研究者应用内存缓冲区的神经化学多巴胺神经细胞。多巴胺通常是需要在一个最优水平个体集中注意力和从事快速决策的记忆,但是毒品滥用超载的大脑的多巴胺。在这项研究中,研究人员发现,一种实验药物激活特定类型的多巴胺受体“集中”的神经细胞,使记忆痕迹少容易分心。

当研究人员采用一种动物模型,使用可卡因毒瘾,他们还发现,反复接触可卡因上瘾的水平减少记忆痕迹激活内存缓冲区的细胞。当研究人员然后激活多巴胺信号“上瘾”的动物,本质上添加更多的多巴胺系统,没有观察到聚焦效应。

“这是有意义的,因为我们知道人类和动物模型的上瘾,当决定使用工作记忆,大脑成像显示赤字在大脑的同一区域,我们看着,”库珀博士说。“相互配合。”

研究人员下一步准备确定离子通道负责控股和再生一个记忆痕迹。他们的目标是开发新的药物和遗传工具将允许他们操作并可能扩大决策内存容量。

“如果我们能确定和操纵分子组件的内存,我们可以开发药物,提高能力维持这种记忆痕迹希望让一个人完成任务而不被分心,”库珀博士说。“吸毒成瘾的人,我们能加强大脑的这一部分参与决策,让他们忽略冲动和权衡负面影响他们的行为之前,他们滥用毒品。”