Synapsiot lähettävät sähköisiä signaaleja. Svitlana Pavliuk

Uuden vuoden ensimmäisinä viikkoina päätöslauselmiin liittyy usein yrityksiä oppia uusia terveyttä parantavia toimintatapoja. Toivomme, että vanhat huonot tavat häviävät ja uusia terveellisiä tapoja tulee automaattisesti.

Mutta miten aivomme voidaan ohjelmoida uudelleen varmistaaksemme, että uutta terveystottumusta voidaan oppia ja säilyttää?

Hebian oppiminen

Vuonna 1949, Kanadan psykologi Donald Hebb ehdotti Hebbian-oppimisen teoriaa selittämään, miten oppimistehtävä muuttuu pitkän aikavälin muistiksi. Tällä tavoin terveellisiä tapoja säilytetään automaattisesti niiden jatkuvan toistamisen jälkeen.

Oppiminen ja muisti ovat seurausta siitä, miten aivosolut (neuronit) kommunikoivat keskenään. Kun opimme, neuronit kommunikoivat molekyylien välityksellä, jotka hyppäävät synapsien kautta, jotka tuottavat muistipiirin. Tunnetaan pitkäaikainen tehostaminen (LTP), sitä useammin oppimistehtävä toistetaan, sitä useammin lähetys jatkuu ja sitä vahvempi muistipiiri tulee. Tämä hermosolujen ainutlaatuinen kyky luoda ja vahvistaa synaptisia yhteyksiä toistuvalla aktivoinnilla, joka johtaa Hebbian-oppimiseen.

Muisti ja hippokampus

Aivojen ymmärtäminen edellyttää tutkimusta eri lähestymistapojen ja erilaisten erikoisuuksien avulla. Kognitiivisen neurotieteen ala kehitettiin aluksi pienellä määrällä pioneereja. Niiden kokeelliset mallit ja havainnot antoivat pohjan sille, miten ymmärrämme oppimisen ja muistin tänään.

Donald Hebbin panos McGillin yliopistossa on edelleen muistin selittäminen. Hänen valvonnassaan neuropsykologi Brenda Milner tutkittiin potilasta, jolla oli heikentynyt muisti lobectomin jälkeen. Lisätutkimukset neurokirurgilla Wilder Penfield mahdollisti Milnerin laajentaa muistin ja oppimisen tutkimusta aivojen leikkauksen jälkeen.

Milnerin läpimurto tapahtui opiskellessaan potilasta, joka oli läpäissyt hippokampuksen aivojen molemmilla puolilla, mikä johti amnesiaan. Hän huomasi, että potilas voi vielä oppia uusia tehtäviä, mutta ei voinut siirtää niitä pitkäaikaiseen muistiin. Tällä tavoin hippokampus tunnistettiin sivustoksi, jota tarvitaan lyhyen aikavälin muistin siirtämiseen pitkällä aikavälillä muistiin, jossa Hebbian-oppiminen tapahtuu.

2014issa, 95in iässä, Milner voitti Norjan Kavli-palkinto neurotieteessä hänen 1957-havainnonsa hippokampuksen merkityksestä muistiin.

2014issa palkittiin myös Kavlilla neurotieteilijä John O'Keefe, joka huomasi, että myös hippokampus on mukana sijoita solut luoda a kognitiivinen kartta antaa meille mahdollisuuden mennä paikasta toiseen muistiimme. O'Keefe sai myös 2014 Nobelin palkinto lääketieteessä.

Neurotieteilijä paljasti, että hippokampuksen toistuva hermokampus johtaa itse asiassa muistiin Tim Bliss; tätä tutkimusta varten Bliss vastaanotti Lundbeckin säätiön aivopalkinto vuonna 2016.

Yhdessä Milner, Bliss ja O'Keefe perustivat Hebbin ja hänen kuuluisan axiominsa paradigman: ”Neuronit, jotka tulevat yhdessä, johtavat yhteen.”

Muisto muille kuin ihmisille

Muiden kuin ihmisen organismien suuret edistysaskeleet opettavat meille muistimekanismeista, joita voidaan soveltaa ihmisiin. Kolumbian yliopiston Eric Kandel palkittiin 2000 Nobelin palkinto lääketieteessä hänen älykäs valinta merilotku (Aplysia) ymmärtää Hebbian-oppimista.

Kandel tuotti vakuuttavia todisteita siitä, että muisti oli seurausta toistuvasta signaloinnista neuronille, joka vastasi oppimistehtävään, joka laukaisi ribonukleiinihapon (RNA) tuotannon. Lopputulos oli uusi proteiinien ilmentyminen, joka johti synaptisiin yhteyksiin.

{youtube}ZAIb8sC9dAo{/youtube}

Seuraava harppaus tapahtui McGillissä, kun molekyylibiologi Nahum Sonenberg paljasti avainmekanismin, joka säätelee muistin muodostumista hippokampuksessa, nimittäin proteiinisynteesin aloituskerroin. Löytö paljasti, että muistinmuodostuksen aikana hippokampuksen neuroneissa on proteiinisynteesin aloituskerroin, joka vaikuttaa uusien synaptisten yhteyksien "johdotuksen" tuottamiseen tarvittavaan uudelleenohjelmointiin.

Muisti-pilleri?

Sonenbergin työ raputti tutkijoiden maailmaa, joka työskenteli proteiinisynteesin kontrolloinnissa. Sonenberg otti yhteyttä erään alan merkittävimpään molekyylibiologiin Peter Walteriin. Yhdessä he tunnistivat a kemiallinen yhdiste, jota he nimivät ISRIBiksi joka vaikuttaisi samaan proteiinisynteesin aloituskertoimeen, jonka merkitys oli Sonenbergin havaitsema.

Tulokset olivat näyttäviä, ja hiirillä oli ISRIBin antamisen jälkeen hämmästyttävä parannus muistiin. Walter on nyt laajentanut tätä myös muistin palauttamiseen hiirissä, jotka toipuvat aivojen traumasta.

Nykyään kaikki edistysaskeleet tutkitaan innokkaasti, koska muistin häiriöt ihmisillä - ikään liittyvästä muistin heikentymisestä dementiaan Alzheimerin taudille - ovat lähellä pandemian tasoa vanhuksilla. Maailman terveysjärjestön arvion mukaan 10-miljoonaa potilasta diagnosoidaan vuodessa yksinään arvioidaan olevan yhteensä 50 miljoonaa.

Author

John Bergeron, emeritus Robert Reford, professori ja lääketieteen professori, McGillin yliopisto. John Bergeron tunnustaa kiitollisesti Kathleen Dicksonin rinnakkaisjäseneksi.

Tämä artikkeli julkaistaan ​​uudelleen Conversation Creative Commons -lisenssin alla. Lue alkuperäinen artikkeli.

Liittyvät kirjat

at InnerSelf Market ja Amazon