Wie speichert das Gehirn Erinnerungen und Informationen? Earth.com

Eine aktuelle Studie unter der Leitung von Dr. Thomas Ryan von Trinity College Dublin Sein Team aus Neurowissenschaftlern enthüllte neue Erkenntnisse über Lernmechanismen im Gehirn. Die Studie wurde in der Fachzeitschrift veröffentlicht Aktuelle BiologieEs zeigt sich, dass Lernen die Bildung neuer Kommunikationsmuster zwischen bestimmten Engrammzellen in verschiedenen Regionen des Gehirns beinhaltet.

Unser Gehirn passt sich ständig an und verändert sich, indem es neue Informationen aus unseren täglichen Erfahrungen einbezieht. Dieser fortlaufende Prozess des Lernens und der Gedächtnisbildung interessiert Wissenschaftler seit langem.

Gedächtnis-Engrammzellen

Dr. Ryans Forschung konzentriert sich darauf, zu verstehen, wie diese Erfahrungen unsere Neuronen verändern und es uns ermöglichen, neue Erinnerungen zu bilden. Der Schlüssel zu diesem Prozess liegt in der Identifizierung des „Engramms“, der Veränderung im Gehirn, die das Gedächtnis speichert.

„Gedächtnis-Engramm-Zellen sind Gruppen von Gehirnzellen, die durch bestimmte Erfahrungen aktiviert werden und sich selbst verändern, um Informationen zu integrieren und sie so in unserem Gehirn zu behalten“, erklärte Hauptautorin Clara Ortega de San Luis, Postdoktorandin in Ryans Labor.

„Die Reaktivierung dieser ‚Kernelemente‘ der Erinnerungen führt zur Erinnerung an die damit verbundenen spezifischen Erfahrungen. Die Frage ist: Wie speichern Engramme bedeutungsvolle Informationen über die Welt?“

Der Schwerpunkt der Studie

Um dieser Frage nachzugehen, verwendeten die Forscher ein Lernparadigma, bei dem Tiere lernten, verschiedene, einander ähnliche Kontexte zu identifizieren und zuzuordnen.

Experten haben genetische Techniken verwendet, um zwei verschiedene Sätze von Engrammzellen im Gehirn für zwei separate Erinnerungen zu kennzeichnen. Anschließend überwachten sie die Bildung neuer Verbindungen zwischen diesen Engrammzellen, während das Lernen stattfand.

Mithilfe der Optogenetik, einer Technologie, die die Aktivität von Gehirnzellen mit Licht steuert, konnte gezeigt werden, dass diese neu gebildeten Verbindungen für das Lernen notwendig sind.

Neue Erkenntnisse zum Lernen

Die Studie identifizierte einen molekularen Mechanismus, an dem ein bestimmtes Protein in der Synapse beteiligt ist, das die Kommunikation zwischen Engrammzellen reguliert.

Diese Forschung liefert direkte Beweise dafür, dass Veränderungen in der synaptischen Verkabelung zwischen Engrammzellen ein potenzieller Mechanismus für die Gedächtnisspeicherung im Gehirn sind.

wie wichtig das Lernen ist

Zur Bedeutung dieser Erkenntnisse sagte Dr. Ryan: „Das Verständnis der zellulären Mechanismen, die das Lernen ermöglichen, hilft uns nicht nur zu verstehen, wie neue Erinnerungen gebildet oder bereits bestehende verändert werden, sondern erweitert auch unser Wissen darüber, wie neue Erinnerungen entwirrt werden.“ sind geformt.“ Die Funktionsweise des Gehirns und die Mechanismen, die es zur Verarbeitung von Ideen und Informationen benötigt.

„In der Neurowissenschaft des 21. Jahrhunderts glauben viele von uns gerne, dass Erinnerungen in Engrammzellen oder deren Unterkomponenten gespeichert werden. Diese Studie argumentiert, dass wir, anstatt nach Informationen innerhalb oder in Zellen zu suchen, nach Informationen zwischen Zellen suchen sollten, und dass das Lernen möglich ist.“ Es funktioniert, indem es den Schaltplan des Gehirns verändert – weniger wie ein Computer als vielmehr wie eine hochentwickelte Skulptur. Mit anderen Worten: Das Engramm befindet sich nicht in der Zelle; „die Zelle ist im Engramm“, schlussfolgerte er.

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