دانشمندان علوم اعصاب کشف کرده‌اند که درون مغزِ بزرگسال میلیون‌ها سیناپس وجود دارد که تا لحظه‌ای که برای تشکیل حافظه‌ی جدید در مغز مورد استفاده قرار می‌گیرد خاموش است. این کشف شاید چگونگیِ تشکیل حافظه‌ی جدید و نحوه‌ی جذبِ اطلاعات جدید در مغز را روشن کند.
تا الان باور بر این بود که سیناپس‌های خاموش تنها در دوران ابتدایی مغز وجود دارند. این سیناپس‌ها در این دوران به مغز کمک می‌کنند تا از پسِ انبوهِ اطلاعات جدیدی که در برابرش قرار می‌گیرد بربیاید. اما پژوهش جدید در دانشگاه ام.آی.تی. نشان می‌دهد که حدودا 30 درصد سیناپس‌ها در بخش کورتکس مغز خاموش هستند.
به گفته‌ی پژوهشگران وجود این سیناپس‌های خاموش کمک می‌کند که نحوه‌ی کارکردِ مغز در تشکیل حافظه‌ی جدید بدون اینکه مجبور باشد سیناپس‌های قدیمی را دستکاری کند توضیح داده شود. این سیناپس‌های خاموش به دنبال تشکیلِ ارتباطات جدید هستند و زمانی که اطلاعات جدیدی عرضه می‌شود ارتباطاتِ بین نورون‌های مرتبط تقویت می‌شود. این فرایند به مغز اجازه می‌دهد تا حافظه‌ی جدید تولید کند بدون اینکه مجبور باشد اینکار را به ازای از دست دادنِ حافظه‌های مهم قدیمی انجام دهد.
وقتی که دهه‌ها پیش دانشمندان سیناپس‌های خاموش را کشف کردند این سیناپس‌ها به طور گسترده در مغز موش‌های جوان مشاهده می‌شد. پژوهشگران بر این باورند که در هفته‌های اول حیات این سیناپس‌ها به مغز کمک می‌کند تا اطلاعات بسیار زیادی که از محیط می‌رسد را دریافت کند. تا پیش از این تحقیق باور بر این بود که این سیناپس‌ها تا هفته‌ی دوازدهم در مغز موش وجود داشته باشند که معادلِ چند ماهِ اول حیات انسان است.
اما بعضی از دانشمندان معتقد بودند که این سیناپس‌ها شاید در بزرگسالان نیز وجود داشته باشند و به مغز کمک کنند تا حافظه‌های جدید تولید کند. شواهدِ تایید کننده‌ی این نظریه در «مدل حیوانات معتاد» مشاهده شده بود اما گمان بر این بود که این یک نوع اختلال در یادگیریِ انحرافی است.
در پژوهشی دیگر نشان داده شده بود که نورون‌ها باید یک طیف از ویژگیِ انعطافی از خود نشان دهند به این معنی که به طور همزمان بتوانند اطلاعات جدید را جذب کنند و هم اینکه این اطلاعات را یه صورت بلند مدت در خود نگه دارند. در این سناریو بعضی از سیناپس‌ها باید به راحتی تغییر پیدا کنند تا حافظه‌ی جدید تشکیل شود در حالیکه بعضی دیگر از سیناپس‌ها باید تغییرناپذیرتر و پایدارتر باشند تا حافظه‌ی بلند مدت تشکیل شود.
این تحقیق تایید می‌کند که در مغزِ بالغ سیناپس‌هایی با انعطاف‌پذیری بالا وجود دارد که می‌تواند برای تشکیل حافظه‌ی جدید مورد استفاده قرار بگیرد. پژوهشگران در حال حاضر به دنبال پیدا کردن این سیناپس‌ها در مغز انسان‌های بالغ هستند. آنها همچنین در پی پاسخ به این پرسش هستند که آیا تعداد و کاراییِ این سیناپس‌ها با عواملی مانند افزایش سن یا بیماری‌های مرتبط با نورون‌ها مرتبط است یا خیر.
کاملا محتمل است که با تغییر در مقدار انعطاف در سیستم، تغییر عادت‌ها و یا جذب اطلاعات جدید بسیار سخت‌تر شود. همچنین با مشخص شدن کامل این فرایند شاید بتوان به فکر دستکاری بخش‌هایی شد که به انعطاف‌پذیری سیناپس‌ها کمک می‌کنند و در نتیجه بتوان خاصیت حافظه‌ی منعطف را به مغز بازگرداند.
نتایج این پژوهش در نشریه نیچر منتشر شده است.
منبع : https://www.nature.com/articles/s41586-022-05483-6#code-availability
#mit #memory #brain
https://t.iss.one/unixmens
تا الان باور بر این بود که سیناپس‌های خاموش تنها در دوران ابتدایی مغز وجود دارند. این سیناپس‌ها در این دوران به مغز کمک می‌کنند تا از پسِ انبوهِ اطلاعات جدیدی که در برابرش قرار می‌گیرد بربیاید. اما پژوهش جدید در دانشگاه ام.آی.تی. نشان می‌دهد که حدودا 30 درصد سیناپس‌ها در بخش کورتکس مغز خاموش هستند.
به گفته‌ی پژوهشگران وجود این سیناپس‌های خاموش کمک می‌کند که نحوه‌ی کارکردِ مغز در تشکیل حافظه‌ی جدید بدون اینکه مجبور باشد سیناپس‌های قدیمی را دستکاری کند توضیح داده شود. این سیناپس‌های خاموش به دنبال تشکیلِ ارتباطات جدید هستند و زمانی که اطلاعات جدیدی عرضه می‌شود ارتباطاتِ بین نورون‌های مرتبط تقویت می‌شود. این فرایند به مغز اجازه می‌دهد تا حافظه‌ی جدید تولید کند بدون اینکه مجبور باشد اینکار را به ازای از دست دادنِ حافظه‌های مهم قدیمی انجام دهد.
وقتی که دهه‌ها پیش دانشمندان سیناپس‌های خاموش را کشف کردند این سیناپس‌ها به طور گسترده در مغز موش‌های جوان مشاهده می‌شد. پژوهشگران بر این باورند که در هفته‌های اول حیات این سیناپس‌ها به مغز کمک می‌کند تا اطلاعات بسیار زیادی که از محیط می‌رسد را دریافت کند. تا پیش از این تحقیق باور بر این بود که این سیناپس‌ها تا هفته‌ی دوازدهم در مغز موش وجود داشته باشند که معادلِ چند ماهِ اول حیات انسان است.
اما بعضی از دانشمندان معتقد بودند که این سیناپس‌ها شاید در بزرگسالان نیز وجود داشته باشند و به مغز کمک کنند تا حافظه‌های جدید تولید کند. شواهدِ تایید کننده‌ی این نظریه در «مدل حیوانات معتاد» مشاهده شده بود اما گمان بر این بود که این یک نوع اختلال در یادگیریِ انحرافی است.
در پژوهشی دیگر نشان داده شده بود که نورون‌ها باید یک طیف از ویژگیِ انعطافی از خود نشان دهند به این معنی که به طور همزمان بتوانند اطلاعات جدید را جذب کنند و هم اینکه این اطلاعات را یه صورت بلند مدت در خود نگه دارند. در این سناریو بعضی از سیناپس‌ها باید به راحتی تغییر پیدا کنند تا حافظه‌ی جدید تشکیل شود در حالیکه بعضی دیگر از سیناپس‌ها باید تغییرناپذیرتر و پایدارتر باشند تا حافظه‌ی بلند مدت تشکیل شود.
این تحقیق تایید می‌کند که در مغزِ بالغ سیناپس‌هایی با انعطاف‌پذیری بالا وجود دارد که می‌تواند برای تشکیل حافظه‌ی جدید مورد استفاده قرار بگیرد. پژوهشگران در حال حاضر به دنبال پیدا کردن این سیناپس‌ها در مغز انسان‌های بالغ هستند. آنها همچنین در پی پاسخ به این پرسش هستند که آیا تعداد و کاراییِ این سیناپس‌ها با عواملی مانند افزایش سن یا بیماری‌های مرتبط با نورون‌ها مرتبط است یا خیر.
کاملا محتمل است که با تغییر در مقدار انعطاف در سیستم، تغییر عادت‌ها و یا جذب اطلاعات جدید بسیار سخت‌تر شود. همچنین با مشخص شدن کامل این فرایند شاید بتوان به فکر دستکاری بخش‌هایی شد که به انعطاف‌پذیری سیناپس‌ها کمک می‌کنند و در نتیجه بتوان خاصیت حافظه‌ی منعطف را به مغز بازگرداند.
نتایج این پژوهش در نشریه نیچر منتشر شده است.
منبع : https://www.nature.com/articles/s41586-022-05483-6#code-availability
#mit #memory #brain
https://t.iss.one/unixmens
Nature
Filopodia are a structural substrate for silent synapses in adult neocortex
Nature - A study using super-resolution protein imaging to visualize synaptic proteins from layer 5 pyramidal neurons in the primary visual cortex of adult mice shows that filopodia are a...