В часы бодрствования электрические сигналы проходят от дендритов – антенных выступов на одном конце клетки – через тело клетки. Затем они перемещаются из тела клетки по длине аксона, образуя единственный длинный выступ на другом конце клетки. Этот электрический сигнал стимулирует высвобождение химических веществ на конце аксона, которые связываются с дендритами на соседних клетках, стимулируя эти клетки-реципиенты генерировать электрические сигналы и т. Д. Когда группы клеток многократно срабатывают таким образом, электрические сигналы усиливаются. Доктор. Букало и ее команда исследовали электрические сигналы, передаваемые в обратном направлении?от аксона клетки к телу клетки и ее многочисленным дендритам. Обратное срабатывание, изображенное на этой диаграмме, происходит во время сна и в состоянии покоя, как бы сбрасывая ячейку и заставляя ее изучать новую информацию.
Когда разум находится в состоянии покоя, электрические сигналы, с помощью которых клетки мозга общаются, движутся в обратном направлении, стирая в процессе неважную информацию, но повышая чувствительность клеток для будущего сенсорного обучения, согласно исследованию крыс, проведенному учеными из Национального института науки и техники. Институты Здоровья.
Открытие имеет значение не только для исследований, направленных на то, чтобы помочь людям учиться более эффективно, но и для попыток понять и лечить посттравматическое стрессовое расстройство, при котором разум с трудом выходит за рамки тревожного опыта.
В часы бодрствования клетки мозга или нейроны обмениваются данными с помощью высокоскоростных электрических сигналов, перемещающихся по всей длине клетки. Эти коммуникации являются основой для обучения. По мере обучения эти сигналы проходят через группы нейронов с нарастающей скоростью, образуя цепи, которые работают вместе, чтобы вызвать воспоминание.
Ранее было известно, что во время сна эти импульсы меняются местами, возникая из-за волн электрической активности, возникающих глубоко в головном мозге. В текущем исследовании исследователи обнаружили, что эти обратные сигналы ослабляют цепи, сформированные в часы бодрствования, очевидно, так что неважная информация может быть стерта из мозга. Но обратные сигналы также, по-видимому, заставляли мозг заново запоминать хотя бы часть забытой информации. Если животные сталкивались с той же информацией при пробуждении, цепи реформировались гораздо быстрее, чем когда они первоначально встречались с информацией.
"Мозг не хранит всю информацию, с которой сталкивается, поэтому должен быть механизм для отбрасывания того, что не является важным," сказал старший автор R. Дуглас Филдс, доктор философии.D., руководитель отдела развития нервной системы и пластичности в Национальном институте здоровья детей и развития человека Юнис Кеннеди Шрайвер (NICHD), институте NIH, где проводилось исследование. "Эти обратные мозговые сигналы, по-видимому, являются механизмом, с помощью которого мозг очищает себя от неважной информации."
Их выводы опубликованы в Трудах Национальной академии наук.
Исследователи изучили активность клеток головного мозга крыс в гиппокампе, трубчатой структуре глубоко в головном мозге. Гиппокамп передает информацию во многие другие области мозга и из них. Он играет важную роль в памяти, ориентации и навигации.
Классическое понимание активности клеток мозга состоит в том, что электрические сигналы проходят от дендритов – антенных выступов на одном конце клетки – через тело клетки. Затем они перемещаются из тела клетки по длине аксона, образуя единственный длинный выступ на другом конце клетки. Этот электрический сигнал стимулирует высвобождение химических веществ на конце аксона, которые связываются с дендритами на соседних клетках, стимулируя эти клетки-реципиенты генерировать электрические сигналы и т. Д. Когда группы клеток многократно срабатывают таким образом, электрические сигналы усиливаются.
Доктор. Букало и ее команда исследовали электрические сигналы, которые передавались в обратном направлении – от аксона клетки к телу клетки и от ее многочисленных дендритов. Исследователи обнаружили, что это обратное срабатывание происходит во время сна и в состоянии покоя, по-видимому, для перезагрузки клетки.
После первой стимуляции клеток обратными электрическими импульсами исследователи затем снова стимулировали дендриты электрическими импульсами, движущимися в прямом направлении. В ответ нейроны генерировали более сильный сигнал, и связи, казалось, усиливались при повторной электростимуляции.
Эта закономерность лежит в основе формирования новых воспоминаний. Соединение, которое сбрасывается, но больше не стимулируется, может просто исчезнуть со временем, доктор. Букало объяснил. Но когда клетка снова стимулируется, она излучает более сильный сигнал, и ее легче синхронизировать с усиленными сигналами других клеток мозга, которые действуют согласованно с течением времени.