Van de 6 juni 2007

Een nieuw ontdekte samenspel van cellen in een van de hersenen het geheugen centra werpt licht op hoe u herinneren aan uw kruidenier lijst, waar u van uw sleutels, en een groot aantal belangrijke maar vluchtig dagelijkse taken.

Wetenschappers van Weill Cornell Medical College zeggen hun experimenten met gemeenschappelijke goudvis zijn de geheimen blootleggen van een vorm van korte termijn herinneren bekend als "werkende geheugen."

"We hebben nu vastgesteld dat een mechanisme kan het organiseren van de activiteit van groepen cellen die betrokken zijn bij deze belangrijke vorm van herinneren", zegt onderzoeker dr. leiden Emre Aksay, assistent hoogleraar computationele neurowetenschappen in het ZKH Prins Alwaleed Bin Talal Bin Abdulaziz Al - Saud Institute for Computational biogeneeskunde op Weill Cornell Medical College in New York City.

"Bovendien, omdat de tekorten in het geheugen zijn vaak een voorloper van schizofrenie, geneesmiddelen die gericht zijn dit mechanisme kunnen Someday helpen bestrijden dat slopende ziekte", zegt hij.

De bevindingen zijn gepubliceerd in Nature Neuroscience.

Mensen vertrouwen op hun geheugen werken elke dag aan het bijhouden van de gezichten en de namen, taken op school of op het werk, en andere belangrijke stukjes informatie. "Dit proces wordt onderscheiden, neurologically spreken, van de opslag en het terugvinden van de langere termijn herinneringen", vertelt Dr Aksay, die ook assistent-professor in de fysiologie en biofysica aan Weill Cornell.

Experts in laboratoria over de hele wereld hebben ontwikkeld theorieën over hoe dit proces werkt. "De basis ligt in het vermogen van specifieke neuronen om een niveau van activiteit in de afwezigheid van input - een hardnekkige afvuren tarief - dat is fijn gecoördineerd tussen verwante groepen van cellen", zegt Dr Aksay.

Maar hoe deze hersencellen communiceren met elkaar te coördineren deze activiteit "

Om uit te vinden, Dr Aksay, samen met collega's Dr David Tank van Princeton University, en dr. Mark Goldman van Wellesley College, wendde zich tot de gemeenschappelijke goudvis.

"Het is echt heel moeilijk te testen van de functie van individuele hersencellen bij primaten en hogere dieren tijdens het probleem, maar de goudvis het geheugen van centra zijn veel meer toegankelijk voor onderzoek," Dr Aksay verklaart. "We keken specifiek op de vissen 'oculomotor systeem - de neurale circuits, waardoor de vis te verschuiven zijn ogen naar links of rechts op basis van stimuli in de lokale omgeving." Omdat stimuli kunnen worden steeds veranderende en vluchtig, de vis is gebaseerd op de korte termijn-geheugen te helpen deze oogbewegingen.

Twee groepen van cellen die betrokken zijn bij dit oculomotor geheugen, een in elke helft van de hersenen. Elke groep bevat twee soorten neuronen - remmende cellen en prikkelend cellen, en het is de remmende neuronen die het mogelijk maken de twee groepen om samen te werken. "In onze experimenten hebben we gebruikt farmacologische middelen te onderbreken ofwel prikkelend of remmende trajecten, en daarna hebben we de gaten wat er is gebeurd met hardnekkige bakken," zegt Dr Aksay.

Wanneer de prikkelend trajecten werden getemperd, het voortbestaan werd verminderd - wat erop wijst dat excitatie van essentieel belang is voor de aanhoudende vuren dat werken geheugen vereist.

"De echte verrassing kwam toen we uitgeschakeld veel van de remmende trajecten," zegt Dr Aksay. In dat geval, aanhoudende afvuren gebleven, maar was vaak aanwezig op ongepaste tijden.

"Het blijkt dat de remmende cellen zijn niet de belangrijkste of zelfs noodzakelijk voor het genereren van persistente bakken," zegt de onderzoeker. "In plaats daarvan sturen ze een bericht van de ene groep naar de andere, dat helpt bij de coördinatie van twee kanten: de rol van de remming van dit systeem is om ervoor te zorgen dat slechts een fractie is het genereren van aanhoudende activiteit op een bepaald moment. Op deze manier kunnen de goudvis niet krijgen een gemengd signaal vertelde het aan haar ogen bewegen in beide richtingen tegelijk. "

Deze nieuwe constatering heeft grote gevolgen voor ons begrip van de neurale processen die ten grondslag liggen werkgeheugen en de momentane besluitvormingsproces dat geldt op basis van die kennis.

Het zou ook bredere toepassingen voor psychiatrische ziekte, Dr Aksay notities.

"Veel schizofrene personen, bijvoorbeeld, vertonen ernstige tekorten in het geheugen, en kinderen met werkende geheugen problemen worden verhoogd risico op het ontwikkelen van schizofrenie als volwassenen", zegt hij. Disfunctie in de belangrijkste remmende trajecten die link hersencellen al lange tijd in verband met deze problemen.

"Deze bevindingen suggereren dat het noodzakelijk is om niet alleen tekorten in prikkelend trajecten die leiden tot een gebrek aan hardnekkige afvuren, maar ook disfunctie in remmende trajecten die leiden tot een gebrek aan coördinatie tussen groepen van cellen," Dr Aksay verklaart. "Deze strategie kan zorgen voor een betere behandeling voor mensen met schizofrenie."

Bron: New York-Presbyterian Hospital / Weill Cornell Medical Center / Weill Cornell Medical College