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Forscher entdecken Gehirnaktivität, die Gedächtnisbildung markieren kann
An jedem Tag speichern unsere Gehirne kleine Informationen, die Erinnerungen ausmachen. Aber wie genau schafft das Gehirn Erinnerungen? Forscher der Johns Hopkins Universität in Baltimore, MD, glauben, dass sie einen Schritt näher an der Suche nach der Antwort sein können.
Das Forschungsteam, darunter der leitende Autor James Knierim vom Zanvyl Krieger Mind / Brain Institute an der Johns Hopkins University, veröffentlichte kürzlich seine Ergebnisse in der Zeitschrift Nature Neurologie.
Für ihre Studie steckte das Team kleine Drähte in die Gehirne von Ratten ein, um ihre Gehirnaktivität zu überwachen, während sie um eine kreisförmige Bahn liefen. Die Forscher wollten sehen, wann und wo die Gehirnaktivität der Ratten anstieg.
Das Team stellte fest, dass die Ratten ungefähr alle 7 Sekunden aufhörten zu laufen und ihre Umgebung durch eine Reihe von Kopfbewegungen inspizierten - ein Verhalten, das die Forscher "Kopfabtastung" nennen.
Als die Forscher zu diesem Zeitpunkt die Gehirnmuster der Ratten untersuchten, stellten sie fest, dass das Kopf-Scanning-Verhalten die Zellaktivierung ausgelöst hat - ein Prozess, der den Tieren hilft, eine kognitive Karte ihrer Umgebung zu erstellen.
Als die Ratten Sekunden später um die Strecke herumliefen, stellte das Team fest, dass ihre Platzzellen an derselben Stelle aktiviert waren, auf der sie zuvor pausierten.
Die Forscher erklären, dass dies eine "neurale Bestätigung" darstellt, die in dem Moment, in dem sie pausierten, in der kognitiven Karte des Hippocampus gespeichert wurde - einer Gehirnregion, die für die Verarbeitung episodischer Erinnerungen verantwortlich ist, wie Erinnerungen an einen Feiertag oder ein Abendessen.
"Felder platzieren" kann den Punkt der Speicherbildung markieren
Das Forschungsteam erklärt, dass die Aktivierung von Ortszellen im Hippocampus es Menschen und Tieren ermöglicht, zu wissen, wo sie sich an einem bestimmten Ort befinden.
Forscher sagen, dass sie möglicherweise den Beginn der Gedächtnisbildung in den Gehirnen von Ratten geortet haben.
Diese Zellen sind auch "neurale Flags", die Erfahrungen auf einer Karte lokalisieren. Die Forscher sagen, dass dies ähnlich ist, um einen Standort eines Restaurants auf Google Maps zu fixieren.
"Wir glauben, dass die räumlichen Koordinaten der Karte über einen Gehirnweg an den Hippocampus übermittelt werden, und die Informationen über die Dinge, die die Karte bevölkern, wie das Restaurant, werden auf einem separaten Weg übermittelt", erklärt Knierim.
"Wenn Sie einen neuen Gegenstand in der Umgebung erleben, kombiniert der Hippocampus diese Eingaben, um einen neuen räumlichen Marker für diese Erfahrung zu schaffen."
Knierim bezeichnet diesen räumlichen Marker als ein "Ort-Feld". Er sagt, dass Zellen, die aktiviert wurden, als Ratten an einem genauen Ort den Kopf scannten, einen völlig neuen Ort aufnahmen, sobald die Tiere den gleichen Bereich der Spur passierten. Mit anderen Worten, die Zellen haben ein neues Ortsfeld angenommen.
"Wir glauben, dass dieses neue Platzfeld den Ort des Kopf-Scans markiert und es dem Gehirn ermöglicht, sich eine Erinnerung daran zu bilden, was die Ratte während des Kopf-Scans erfahren hat", fügt Knierim hinzu.
Obwohl das Forscherteam sagt, dass diese Studie durchgeführt wurde, um besser zu verstehen, wie unsere Erinnerungen gebildet und abgerufen werden, stellen sie fest, dass die Ergebnisse dazu verwendet werden könnten, das Hirntrauma oder die Schädigung des Hippocampus durch Alzheimer zu verstehen.
Knierim fügt hinzu:
"Es gibt starke Hinweise darauf, dass Menschen und Ratten die gleichen räumlichen Kartierungsfunktionen des Hippocampus teilen und dass diese Karten eng damit zusammenhängen, wie wir unsere Erinnerungen an frühere Lebensereignisse organisieren und speichern.
Da der Hippocampus und die umgebenden Hirnareale die ersten Teile des Gehirns sind, die von Alzheimer betroffen sind, glauben wir, dass diese Studien einen Einblick in den schweren Gedächtnisverlust geben könnten, der die frühen Stadien dieser Krankheit kennzeichnet. "
Das Team sagt, dass weitere Forschung notwendig ist, um die Bildung und Stabilität von Ortsfeldern sowie die neu aktivierten Ortszellen zu untersuchen.
Früher in diesem Jahr, Medizinische Nachrichten heute berichteten über eine Studie, die nahelegt, dass das Gehirn das Gedächtnis aktualisiert, um es mit neuen Erfahrungen in Einklang zu bringen - ein Prozess, von dem die Forscher sagen, dass er im Hippocampus stattfindet.
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