
一项新的研究表明,使用海sl作为模型,科学家可能有一天能够设计学习方案,以改善人类长期记忆的形成。
研究人员使用了有关海sl的大脑生化途径的信息Aplysia设计一个计算机模型,该模型确定了软体动物的大脑要学习的时间。他们通过将动物提交一系列训练课程,涉及电击来测试模型,并发现该模型发现Aplysia当模型预测的峰值期间进行会话时,记忆形成显着增加。
原则研究可能有一天可以帮助科学家发现改善人类记忆研究人员说。
加利福尼亚大学洛杉矶分校的神经生物学家戴维·格兰兹曼(David Glanzman)谈到他没有参与的研究时说:“这给人留下了深刻的印象。” “如果有人提前问我,'如果您对这两种途径建模,您将能够改善学习吗?”我会预测没有。”
一个简单的大脑
科学家一直在研究Aplysia自1960年代以来,这些动物揭示了许多秘密人类的学习和记忆。得克萨斯州大学神经生物学家约翰·布莱恩(John Bryne)解释说,与人类大约1000亿相比,Sea Slug的中枢神经系统相对简单,只有10,000个神经元,而德克萨斯大学的神经生物学家约翰·布莱恩(John Bryne)解释说。而且,Aplysia的神经元很大,易于访问。
布莱恩告诉《生命科学》:“您可以制定其神经电路和行为,然后可以训练动物并寻找与学习相关的变化。”
学习Aplysia采取科学家所说的灵敏度的形式。当研究人员戳动物或给它发出电击时,海lug会拉出虹吸管,这是漏斗状的附属物。未经训练的sl骨只能缩短几秒钟,但是随着动物的环境很危险,它将在附属物中保持更长的时间。 [10个聪明动物的故事这是给出的
周期性地戳sl刺会导致其神经元的明显变化,从而使动物形成一种持续一周以上的记忆(对于只有一年的动物来说,这是相当长的时间)。
在1980年代,研究人员发现培训Aplysia有五种脉冲每20分钟一次给药,有效地帮助动物产生长期的敏化记忆。从那以后,科学家了解到,两种蛋白质的激活对于海sl的发展至关重要。
创建模型
布莱恩(Bryne)和他的同事们想知道他们是否可以提出更好的学习方案来刺激内存形成,通过进入计算机模拟,他们的信息在激活这两种蛋白质的生化途径上。
布莱恩说:“我们告诉计算机,'通过这五项培训试验进行模拟,但请尝试在试验之间的每一个不同的间隔置换量,以找到最大化反应的训练。”
计算机确定以10、10、5和30分钟给予的试验(或电脉冲)将优化生化反应。
当研究人员用活海s弹测试了这项增强的方案时,他们发现动物在五天后仍然记得冲击。 sl子以标准的20分钟间隔进行施用时,不记得冲击。
他们还测试了培养细胞中的方案。他们从Slugs的大脑中取出了控制反射的感觉神经元和运动神经元,并允许细胞在细胞培养中重新建立连接。他们用5-羟色胺(一种神经递质,在反射过程中促进了两种类型的神经元之间的连接。
研究人员发现,两种方案给出的5-羟色胺脉冲在神经元之间的连接强度上产生了长期变化,但是增强的方案导致连接更强,持续更长的时间。
原理证明
“我认为这是一项非常令人兴奋的研究,”哥伦比亚大学神经生物学家塞缪尔·萨赫(Samuel Schacher)说,他没有参与新研究。 “但是,至少从神经生物学的角度来看,是否可以利用这一点,这是一个悬而未决的问题。”这Aplysia他说,大脑的研究已经进行了大量研究,但是科学家对人类和其他哺乳动物的大脑的特定神经系统的工作方式的了解程度不大。 [您对大脑不了解的10件事这是给出的
夏切说,这项研究“将是鼓励大量研究并在道路上进行的事情”,也许它的原则可以在10年内应用于人类。
布莱恩(Bryne)强调,这项研究是一个原则的证明,如果科学家对大脑中的生化反应有足够的信息,可以提出更好的学习方案。
他说:“我们目前使用药物来改善记忆力,但药物具有不良的副作用。” “这表明可能有一个增强记忆的替代方法这有可能被带到课堂上。”
该研究于12月25日在线发表在《自然神经科学》杂志上。