Un estudio innovador revela que las neuronas no siguen la misma regla en el proceso de aprendizaje, desafiando la teoría tradicional.
Extensiones de neuronas y sus ramas, conocidas como dendrits, en la corteza cerebral del ratón de laboratorio.
Soy un laboratorio, UC Sandaggo.
¿Cómo aprendemos cosas nuevas? ¿Cuáles son las tareas de un nuevo trabajo, la letra de la canción o las instrucciones de la casa de un amigo en nuestro cerebro?
Según un estudio reciente publicado en Science, las neuronas no siguen la misma regla al aprender y Cada neurona puede aplicar muchas reglas diferentes dependiendo de la ubicación del sinapse. Esta invención Desafía la teoría tradicional y abre las puertas para el progreso Salud mental Y se desarrolla Inteligencia artificial.
¿Cómo aprende el cerebro?
Toda la descripción es simple: el cerebro es adecuado para nueva información. Para movilizar un nuevo comportamiento o recordar nueva información, los circuitos cerebrales cambian.
Estos cambios tendrán lugar SINOPS – Relaciones entre neuronas – La comunicación ocurre entre estas neuronas.
Plasticidad sináptica
Durante el proceso de aprendizaje, algunas sinapas se vuelven más fuertes y débiles en el equilibrio sensible.
Esta capacidad se llama plasticidad sináptica y los científicos de las neuronas han identificado varios procesos moleculares que permiten esta plasticidad.
Pero decida «reglas» Resulta que eso, y no saben cómo.
Ver sinopsis que tendrán lugar en tiempo real
A medida que los ratones aprendieron un nuevo comportamiento, los investigadores superan las conexiones sinápticas (denominadas protuberancias pequeñas aquí) en la dendrita de las neuronas.
Soy un laboratorio, UC Sandaggo.
Un equipo de investigadores de la Universidad de California en San Diego, dirigido por los neurobiólogos William «Jake», Nathan Hedrit y Takaki Komiyama, ahora han encontrado detalles importantes sobre el proceso.
norteUn estudio publicado el 17 de abril en Science MagazineLos científicos han utilizado técnicas sofisticadas de visualización cerebral, incluidos dos fotones, para detallar la funcionalidad de los SYN y las neuronas en el ratón durante los procesos de aprendizaje.
Por primera vez, fue posible observar la acción de sinapes personal con este nivel de detalles.
Las neuronas siguen muchas reglas al mismo tiempo
Las imágenes revelaron lo sorprendente: Las neuronas no siguen la misma regla al aprender. En cambio, cada neurona aplica muchas reglas diferentes dependiendo del área donde haya sinapas.
«Cuando se trata de plasticidad sináptica, a menudo se supone que es uniforme en el cerebro. Nuestra investigación muestra que las sinapas son más complicadas de lo que pensamos, lo que puede tener implicaciones significativas en la salud, porque algunos tipos de enfermedades en el cerebro tienen algo de disfunción sináptica», dijo Vilium Right y post -Doctor.
«Problema de asignación de crédito»
Uno de los mayores desafíos en neurociencia se llamó «problema de asignación de crédito»: ¿Cómo SINOPS con el acceso a su propia información «local» para crear nuevos comportamientos?
Es un rompecabezas que compara las hormigas en una colonia: todos realizan tareas discretas sin conocer el plano mundial de toda la colonia, pero el sistema funciona.
«Esta innovación es la forma básica de comprender cómo el cerebro resuelve el problema de la asignación de crédito, con la impresión de que las neuronas individuales realizan cálculos separados en diferentes compartimentos subconscientes», dijo Takaki Komiyama en los departamentos de neurobiología y neurosinas.
Implicaciones para la IA y la salud mental
Estas investigaciones pueden ayudar a desarrollar Inteligencia artificial. Actualmente, el Redes neuranales Trabajo artificial con un solo conjunto de regulaciones de plasticidad. Este estudio indica que el uso de múltiples reglas es más efectivo.
También Salud mental Y los resultados neurológicos, abren nuevas posibilidades. Enfermedades como enfermedades AlzheimerEstrés, dependencia o Autismo A menudo hay disfunción sináptica.
«Este trabajo está estableciendo una base para darse cuenta de cómo funciona el cerebro, permite una mejor comprensión de varias enfermedades», dijo Right.
Los investigadores ahora quieren ser profundos Cómo aplicar diferentes reglas al mismo tiempo y cómo las beneficia.
