Belleğin Hücresel Temelini Modelleme
Bu yeni paradigma, hafızanın nasıl çalıştığına dair daha eksiksiz bir resim sağlar ve Parkinson, Alzheimer, travma sonrası stres ve öğrenme güçlükleri gibi rahatsızlıklarla ilgili araştırmaları bilgilendirebilir.
Salk’ın Francis Crick Başkanı ve Howard Hughes Tıp Enstitüsü Araştırmacısı Dr. Terry Sejnowski, “Önceki bellek modelleri hızlı aktivite modellerine dayanıyordu” dedi.
"Yeni bellek modelimiz, deneyimleri anlar yerine saatler boyunca entegre etmeyi mümkün kılıyor."
Son birkaç on yılda, sinirbilimciler anıların ne kadar uzun süreli saklandığı hakkında çok şey ortaya çıkardılar.
Önemli olaylar için - örneğin, bir köpek tarafından ısırılmak - yeni anılar oluşturmak için aktive edilmiş beyin hücrelerinde hızla bir dizi protein üretilir. Bu proteinlerden bazıları, parçalanmadan önce belirli nöronlar üzerindeki belirli yerlerde birkaç saat oyalanır.
Bu biyokimyasal olaylar dizisi, o olayla ilgili önemli ayrıntıları hatırlamamızı sağlar - örneğin köpek ısırığı, hangi köpek, nerede olduğu, acil servis ziyareti gerektirip gerektirmediği gibi.
Bilim adamlarının bellek depolamasını modellemeyle ilgili karşılaştıkları bir sorun, neden yalnızca seçici ayrıntıların ve bu bir ila iki saatlik aralıktaki her şeyin güçlü bir şekilde hatırlanmadığını açıklamaktır.
Sejnowski ve Salk doktora sonrası araştırmacı olan ilk yazar Cian O'Donnell, önceki literatürdeki verileri birleştirerek, bunun bir ila iki saatlik belleğin hem moleküler hem de sistem gözlemlerinden elde edilen bulgular arasında köprü kuran bir model geliştirdi. bellek penceresi çalışıyor.
Dergide yeni çerçevenin bir açıklaması yayınlandı Nöron.
Hesaplamalı modellemeyi kullanan O'Donnell ve Sejnowski, proteinlerin belirli bir devrede bir dizi nöron için mevcut olmasına rağmen, sonraki olaylar orijinal olay ile aynı nöronları etkinleştirdiğinde anıların saklandığını gösteriyor.
Bilim adamları, proteinlerin hem belirli nöronlarda hem de bu nöronların etrafındaki belirli alanlarda uzamsal konumlandırılmasının hangi hatıraların kaydedileceğini tahmin ettiğini keşfettiler. Bu uzamsal modelleme çerçevesi, bellek tutmayı zaman ve konum örtüşmesinin matematiksel bir işlevi olarak başarıyla tahmin eder.
O'Donnell, "Bu çalışmanın yaptığı bir şey, hücresel düzeyde bellek oluşumunda olup bitenleri sistem düzeyine bağlamaktır" diyor.
“Zaman aralığının önemli olduğu zaten oluşturulmuştu; Anıların hatırlanıp hatırlanmadığını içeriğin nasıl belirleyebileceğini bulduk. Bir dizi fikrin tutarlı ve gerçek dünyadaki bir şeyi açıklamak için yeterli olduğunu kanıtlıyoruz. "
Yeni model aynı zamanda hatıralardan genellemelerin rüyalar sırasında nasıl işlendiğini anlamak için potansiyel bir çerçeve sağlar.
Uyku hakkında hala pek çok şey bilinmemekle birlikte, araştırmalar, güne ait önemli anıların genellikle beyinde, hipokampustaki geçici depolamadan kortekste daha uzun süreli depolamaya kaydırıldığını gösteriyor.
Araştırmacılar bu hafıza oluşumunun çoğunu rüya görmeyen uykuda gözlemlediler. Bununla birlikte, rüyalar sırasında bellek paketleme veya konsolidasyonunun yapılıp yapılmayacağı ve nasıl yapıldığı hakkında çok az şey bilinmektedir.
Yeni çalışmada, O’Donnell ve Sejnowski’nin modeli, rüyalar sırasında bir miktar hafıza tutulmasının meydana geldiğini öne sürüyor.
O’Donnell, "Uyku sırasında hafızanın yeniden düzenlenmesi var - bazı hatıraları güçlendiriyor ve artık ihtiyaç duymadıklarını kaybediyorsun" diyor.
"Ek olarak, insanlar uyurken soyutlamaları öğreniyorlar, ancak genelleme süreçlerinin sinirsel düzeyde nasıl gerçekleştiğine dair hiçbir fikri yoktu."
Bir ila iki saatlik pencerede örtüşme aktivitesi üzerine teorik bulgularını uygulayarak, bellek soyutlama sürecinin uyku sırasında nasıl çalışabileceğine dair teorik bir model oluşturdular.
Kaynak: Salk Enstitüsü
