あなたの脳が新しいスキルを学ぶのに役立つ新しい研究

あなたの脳が新しいスキルを学ぶのに役立つ新しい研究

After watching this, your brain will not be the same | Lara Boyd | TEDxVancouver (かもしれません 2019).

Anonim

たとえあなたが何年もあなたの自転車に乗っていないとしても、あなたはそれをあまり考えずにそうする方法をおそらく覚えているでしょう。 あなたが熟練したピアノのプレイヤーであれば、以前にリハーサルした曲を簡単に座って弾くことができます。 あなたが働くために運転するとき、あなたは積極的にあなたの動きを考えていない可能性があります。

これらの活動のいずれかを行うために必要なスキルは、手技的記憶として脳に保存されます。 グラッドストーン研究所の研究者は、特別なタイプのニューロンがこのタイプの学習の効率をどのように改善するかを明らかにしました。 彼らの発見は、今日の科学雑誌 Cellに オンラインで掲載されました。

科学者たちは、早期スパイキング介在ニューロンと呼ばれる特殊な脳細胞が、トゥレット症候群、ジストニア、ジスキネジーなどの運動障害をどのように引き起こすかを最初に示したかった。 それが判明したので、そうではありません。 しかし、彼らの研究は彼らをより大きな発見に導いた。

予期しない発見への道

グラッドストーンのシニア・アナリストであるAnatol C. Kreitzer博士(PhD)が率いるチームは、運動を制御し、意思決定と行動選択に関連する脳内の相互接続ニューロン群である基底核の基本メカニズムを理解しようとしていた。 ファストスパイキング介在ニューロンは、その脳領域のニューロンの約1%にすぎないが、回路活動を編成する際に大きな役割を果たすことが知られている。

この分野における主な仮説は、これらの介在ニューロンが運動制御に関与しており、それらの喪失が運動障害に関連する可能性があることであった。

「2年間の実験の結果、私たちはそれに反して、私たちは最終的に仮説が間違っていると確信しました」とUCサンフランシスコの生理学と神経学の教授でもあるKreitzerは述べました。 「介在ニューロンはまったく関与していないわけではないが、その損失は我々が思った症状を引き起こすものではない。それは大きな驚きだった」

代わりに、彼らは、介在ニューロンが学習と記憶にとってはるかに重要であり、潜在的に運動障害よりも精神医学的疾患に密接に関連していることを発見した。

Kreitzerのチームは、介在ニューロンが、ニューロン間の結合を強化または弱める脳の能力である脳可塑性において基本的な役割を果たすことを見出した。 そうすることによって、脳は情報と手続き的記憶を保存することができます。

GladstoneのKreitzer研究所のスタッフ科学者、Scott Owen博士は次のように述べています。「我々は、急速にスパイキングする介在ニューロンが可塑性のためのゲートキーパーのような働きをすることを示しました。 「塑性が起こるのは制限され、ニューロン間の結合強度の変化を防ぐことができます。これは学習と記憶にとって重要であり、より具体的には、基礎神経節がどのようにタスクを実行するかを覚えることができます。

最終的に、科学者たちは、介入肢がどのように手続き学習の効率を改善するように機能するかを説明した。

広い意味での新しい原則

彼らの発見に基づいて、Kreitzerと彼のチームは、どのように速くスパイクする介在ニューロンが他の場所で機能するかもしれないという仮定を改訂し、ニューロンが脳の他の領域の学習にも重要であることを示唆しています。

「我々は介在ニューロンが可塑性をどのように制御することができるかという新たな原則を確認したので、我々の研究は他の脳領域にも関与するメカニズムをよりよく理解するための第一歩です」とKreitzer氏は述べています。 「私たちの発見は、これらのニューロンがどのようにすべての神経回路に影響するかを決定する一般的なガイドとして使用できると信じています;行動や病気に関して現れる方法は、異なる脳領域によって異なります。

脳の他の部分では、これらの同じニューロンは、視覚や触覚などの感覚入力を処理するために重要であることが知られており、その機能障害は双極性障害および統合失調症に関連している。 高速スパイク介在ニューロンは、これらのシステムにおける学習プロセスの効率を制御する重要な要因となり得る。

論文「効率的な学習のためのバースト、カルシウム、および可塑性の高速スパイキングインターネットフィードフィードフォワード制御」は、2018年2月8日に Cell によってオンラインで発行されました。