ทำไมเราจำได้แค่เรื่องแย่ๆ: การทดลองหนึ่งเปลี่ยนวิธีที่นักวิทยาศาสตร์คิดเกี่ยวกับสมองอย่างไร

ในการศึกษาครั้งใหม่ นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเซาเทิร์นแคลิฟอร์เนีย ได้สร้างความทรงจำเป็นครั้งแรกในปีนั้น

 เซบีฟิชดัดแปลงพันธุกรรมแล้วดูว่าเซลล์สมอง “สว่างขึ้น” ได้อย่างไร กล่าวอีกนัยหนึ่ง นักชีววิทยาได้ถ่ายภาพสแน็ปช็อตแรกของการสร้างความทรงจำของสัตว์ในแบบเรียลไทม์

ความทรงจำเกิดขึ้นได้อย่างไร?

ในขณะที่หลายแง่มุมของการทำงานของสมองส่วนใหญ่ไม่ได้ศึกษา นักวิทยาศาสตร์เห็นด้วยว่าความทรงจำปรากฏอย่างไร คิดว่าจะเกิดขึ้นเมื่อมีการกระตุ้นเซลล์ประสาทบางกลุ่ม โดยทั่วไป ผู้เชี่ยวชาญเห็นพ้องกันว่าสมองสร้างความทรงจำโดยการเปลี่ยนไซแนปส์ (การเชื่อมต่อระหว่างเซลล์ประสาท) อย่างไรก็ตาม อาจไม่เป็นเช่นนั้น

ในการศึกษาครั้งใหม่นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันพบว่าการเรียนรู้ไม่เพียงแค่เปลี่ยนไซแนปส์เท่านั้น แต่ยังทำให้สมองเติบโตในบางพื้นที่ของสมองและตายในส่วนอื่น ๆ นักชีววิทยาเชื่อว่าการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้จะช่วยอธิบายว่าความทรงจำเกิดขึ้นได้อย่างไรและเหตุใดความทรงจำจึงแข็งแกร่งกว่าความทรงจำอื่น ๆ

วิธีการวิจัยใหม่

ในการศึกษาครั้งนี้ นักวิทยาศาสตร์ได้ประเมินความแข็งแกร่งและ .เป็นครั้งแรกตำแหน่งของ synapses ในสมองของ zebrafish ที่มีชีวิต สิ่งมีชีวิตจำลองนี้มักใช้เพื่อศึกษาการทำงานของสมองมนุษย์ ยิ่งไปกว่านั้น พวกเขาเปรียบเทียบ synapses ในสมองเดียวกันในช่วงเวลาหนึ่ง ทำให้ปลามีชีวิตอยู่และอยู่ภายใต้การแทรกแซงที่ไม่รุกราน

สมองของปลาม้าลาย รูปถ่าย: dornsife.usc.edu

สำหรับการทดลองนี้นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาวิธีการใหม่การทำงานกับข้อมูล ก่อนหน้านี้ นักวิจัยไม่สามารถระบุตำแหน่งที่แน่นอนของไซแนปส์ในสมองที่มีชีวิตได้ โดยไม่เปลี่ยนโครงสร้างและหน้าที่ของมัน ซึ่งหมายความว่าเป็นไปไม่ได้เลยที่จะเปรียบเทียบสถานะของสมอง "ก่อน" และ "หลัง" การปรากฏตัวของความทรงจำอย่างถูกต้อง ปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์ได้ใช้การมาร์กเซลล์รูปแบบใหม่และกล้องจุลทรรศน์แบบกำหนดเองที่ผลิตโดยวิศวกรของ Caltech

การเรียนเป็นอย่างไรบ้าง

ในระหว่างการศึกษานี้ นักวิทยาศาสตร์ได้บังคับปลาดังกล่าว(ซึ่งตอนนั้นอายุ 12 วัน) "เชื่อมโยง" การเปิดไฟกับการทำความร้อนที่ศีรษะด้วยเลเซอร์ IR ซึ่งทำให้พวกเขารู้สึกไม่สบาย บุคคลที่ "ตระหนัก" ว่าการเปิดไฟทำให้ดูเหมือนเลเซอร์จะโบกหางเพื่อพยายามว่ายออกไป นี่เป็นสัญญาณสำหรับนักวิทยาศาสตร์ - ปลาได้ผ่านการฝึกสำเร็จแล้ว

การใช้ซอฟต์แวร์ที่พัฒนาขึ้นนักวิจัยจาก University of Southern California ซึ่งสร้างแผนที่ของสมองที่ไซแนปส์จากภาพสามมิติด้วยกล้องจุลทรรศน์ เปรียบเทียบขนาดและตำแหน่งของไซแนปส์ก่อนและหลังการฝึก เส้นสีแดงเป็นเครื่องหมายที่เส้นขอบระหว่างส่วนต่างๆ ของสมอง ภาพ: Don Arnold

เป็นผลให้นักชีววิทยาสามารถแก้ไขได้การเปลี่ยนแปลงขนาดใหญ่และผิดปกติในสมองของปลา แทนที่จะเปลี่ยนความแรงของไซแนปส์ที่มีอยู่ นักวิทยาศาสตร์มองว่าการเชื่อมต่อระหว่างเซลล์ประสาทถูกทำลายในส่วนหนึ่งของสมองและสร้างขึ้นในอีกส่วนหนึ่ง

บทสรุปหลัก

การค้นพบนี้เปลี่ยนความเข้าใจของนักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับการทำงานของสมองและการสร้างความทรงจำ ซึ่งจะเป็นประโยชน์กับผู้เชี่ยวชาญในสาขาประสาทวิทยา จิตวิทยา และจิตเวช

ในระหว่างการศึกษาเราเน้นไปที่ความทรงจำที่เชื่อมโยง พวกมันมีความเสถียรมากกว่าตัวอื่นและก่อตัวในตำแหน่งอื่นในสมอง ซึ่งก็คือต่อมทอนซิล แทนที่จะเป็นฮิบโปแคมปัส ซึ่งจะมีประโยชน์ในการรักษาโรคความเครียดหลังเหตุการณ์สะเทือนใจ ซึ่งเชื่อกันว่าเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของความทรงจำที่เชื่อมโยงกัน

ข้อความวิจัย

ส่งผลให้การทดลองแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าความทรงจำที่เชื่อมโยงเชิงลบถูกสร้างขึ้นและเหตุใดจึงมีเสถียรภาพซึ่งส่งผลต่อบุคคลตลอดชีวิตของเขา อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าจำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติม เป้าหมายคือการทำความเข้าใจว่าความทรงจำเชิงลบที่สัมพันธ์กันและการเปลี่ยนแปลง synaptic ยังคงมีอยู่ใน zebrafish นานแค่ไหน ผู้เชี่ยวชาญต้องการดูว่าการค้นพบนี้ใช้กับสัตว์ที่มีสมองขนาดใหญ่หรือไม่

อ่านเพิ่มเติม

"เจมส์ เวบบ์" ถ่ายดาราชัดสุดในประวัติศาสตร์

ที่ระดับความลึก 8,000 เมตร นักวิทยาศาสตร์พบแบคทีเรียแปลก ๆ ซึ่งไม่คาดว่าจะมีให้เห็นที่นั่น

นักวิทยาศาสตร์สะดุดกับความผิดปกติทางโบราณคดีอายุ 1,500 ปี