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大脑如何将外部信息转化为记忆

2019-12-18

人类大脑如何将外部信息转化为自己的回忆?作为“人类大脑方案”的一部分,来自德国、瑞典和瑞士的科研小组研讨了大脑纹状体中的神经元回路。研讨结果宣布在近期的《核算生物学》杂志上,对了解神经体系的基本功用具有重要意义。


大脑信息处理发生在经过突触衔接的神经回路内,突触的任何改变都会影响咱们回忆事物,或对某些影响做出反响的办法。使用突触可塑性能够操作这些神经回路,该进程中某些突触会跟着时刻的消逝而增强或削弱,详细取决于神经元的活动。


研讨小组剖析了这些突触改变的生化反响网络,进一步破译了可塑性机制。研讨负责人之一、斯德哥尔摩皇家技术学院的杰内特·可塔尔斯基解说说:“模仿可塑性机制关于了解某些由分子核算发生的高档现象,例如学习和回忆构成至关重要。”


在神经元中,外部和内部信息处理经过突触可塑性,将突触信号在脑神经网络中传输。脑神经网络中的单个分子也能够履行这些生化反响,通常是一种称为AC酶。例如,哺乳动物中的腺苷酸环化酶宗族,可将细胞外信号转换为细胞内信号分子,这是细胞最重要的次级信使之一。


德国尤利希研讨中心的保罗·卡罗尼称:“某些辅佐蛋白质化学反响是经过靶向AC酶来发动的,而其他酶则会阻挠它们。咱们的作业向更好地了解这些AC蛋白的“分子辨认”迈出了重要一步,神经元能够极高的精确度和准确性操控AC酶催化反响的速率。这反过来又激活了神经元功用所必需的后续进程。”


大脑表达由9种膜结合的AC变体,其间AC5代表纹状体中的首要方式。在根据反响的学习中,cAMP的发生关于加强从皮质神经元到纹状体首要神经元的突触至关重要,而且发生取决于多种神经调理体系,例如多巴胺和乙酰胆碱。首席研讨员丽贝卡·旺德总结说:“在这项研讨中,咱们汇集了来自4个不同研讨所科学家的专业知识,共同开发一种多标准仿真办法,并使用它来创立依靠AC5的信号体系的动力学模型。”


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