מנגנון מעגל המקשר בין למידה בעבר ובעתיד באמצעות שינויים בתפיסה חלק 1

יצירת זיכרון לטווח ארוך היא יקרה מבחינה אנרגטית. למנגנונים עצביים המנחים בעל חיים לזהות אסוציאציות פוריות יש לכן יתרונות הישרדותיים חשובים. כאן, אנו מבהירים מנגנון מעגל בלימנאה, המאפשר לזיכרון לעצב היווצרות זיכרון חדשה באמצעות שינויים בתפיסה. באופן ספציפי, התניה קלאסית חזקה מניעה שינוי חיובי בתפיסה המאפשרת למידה חזקה של קשר חלש לאחר מכן ולא יעיל אחרת.

זיכרון לטווח ארוך הוא אחד מסוגי הזיכרון החשובים ביותר במוח האנושי. זה הבסיס לאנשים ללמוד ידע והתנסויות חדשות בחיי היומיום שלהם. באמצעות זיכרון לטווח ארוך אנשים יכולים להבין ולהתמודד טוב יותר עם בעיות שונות בחיים ולשפר את האינטליגנציה ואת יכולת החשיבה שלהם. זיכרון הוא היכולת של המוח האנושי להפעיל זיכרון, שקובע את כמות ואיכות המידע שאנשים יכולים לזכור ולשמור.

קיים קשר בלתי נפרד בין זיכרון לטווח ארוך לזיכרון. רק עם זיכרון טוב יותר אנשים יכולים להשתמש וליישם טוב יותר את הזיכרון לטווח ארוך ולרכוש ממנו ידע וניסיון טוב יותר. יחד עם זאת, זיכרון לטווח ארוך יכול גם לקדם את שיפור הזיכרון. כי אם אנשים ילמדו לעתים קרובות ידע חדש בחייהם וימשיכו לצבור וליישם ידע חדש, הם יכולים לשפר בהדרגה את רמת הזיכרון שלהם.

כדי לגרום לזיכרון ולזיכרון לטווח ארוך לתפקד בצורה יעילה יותר, אנשים צריכים לשים לב לכמה שיטות. קודם כל שימו לב לפרטים ותשומת לב, שימו לב וזכרו מידע חשוב ככל האפשר בלימודים, בעבודה ובחיים. שנית, אתה יכול לשפר את הזיכרון שלך באמצעות אימון מתמשך, כגון קריאה, משחק או פעילות גופנית סדירה כדי לשפר את יכולת הזיכרון של המוח. בנוסף, שמירה על גישה חיובית וסקרנות, ונכונות לקבל כל הזמן ידע והתנסויות חדשות הם גם גורמים חשובים בשיפור הזיכרון והזיכרון לטווח ארוך.

לסיכום, זיכרון לטווח ארוך וזיכרון הם צמד גורמים מחזקים זה את זה. רק על ידי מתן משחק מלא לשניהם נוכל להפיק תועלת רבה יותר בחיים ולממש את יכולות האינטליגנציה והחשיבה שלנו. לכן, תנו לנו ללמוד באופן פעיל, לשים לב לפרטים, להישאר סקרנים, לקבל ידע והתנסויות חדשות ולשפר כל הזמן את יכולות הזיכרון והזיכרון לטווח ארוך. ניתן לראות שעלינו לשפר את הזיכרון שלנו. Cistanche deserticola יכול לשפר משמעותית את הזיכרון מכיוון ש-Cistanche deserticola הוא חומר רפואי סיני מסורתי עם השפעות ייחודיות רבות, אחת מהן היא שיפור הזיכרון. היעילות של בשר טחון מגיעה מהמרכיבים הפעילים השונים שהוא מכיל, לרבות חומצה, פוליסכרידים, פלבנואידים ועוד. מרכיבים אלו יכולים לקדם את בריאות המוח בדרכים שונות.

לחץ על יודע תוספי מזון כדי לשפר את הזיכרון

גישות לנתיחה של מעגלים חושפות את רשת הבקרה העצבית האחראית, המאופיינת במוטיב עיכוב הדדי. זה גם מגדיר את המצב התפיסתי וגם פועל כבקר הראשי למעבר למידה חדשה. מניפולציה של מעגלים פרמקולוגיים in vivo מחליפה באופן מלא למידת פרדיגמה חזקה, ומעבירה את הרשת למצב קליט יותר כדי לאפשר למידת פרדיגמה חלשה לאחר מכן.

לפיכך, שינוי תפיסתי מספק צינור לקשר בין אחסון זיכרון בעבר ובעתיד. אנו מציעים שמנגנון זה מתריע בפני בעלי חיים על תקופות עשירות בלמידה, ומוריד את הסף לרכישת זיכרון חדש.

מבוא

למידה ויצירת זיכרון לטווח ארוך (LTM) הם תהליכים חשובים אך יקרים מבחינה אנרגטית, במיוחד עבור בעלי חיים בתקציב מטבולי מוגבל (1, 2). ככאלה, אסטרטגיות עצביות שיכולות לסייע בזיהוי האסוציאציות הרלוונטיות או הפוריות ביותר עשויות להיות מועילות ביותר להישרדות. מנגנונים עצביים לתמיכה בלמידה מודרכת כזו, לעומת זאת, אינם מבוססים. מועמד לעזור להדריך יצירת זיכרון חדש הוא ניסיון קודם של בעל חיים, אבל האופן שבו למידה בעבר ועתיד עשויה להיות קשורה אינו מובן.

תובנה פוטנציאלית אחת מגיעה ממחקרים אנושיים המצביעים על כך שלמידה קודמת מכווננת את התפיסה באמצעות אפנון קשב, המנחה עיבוד תפיסתי במשימות עתידיות ומשפרת את הביצועים (3-5). זה מעלה את האפשרות המסקרנת ששינויים תפיסתיים יכולים להוות צינור חשוב המשמש לקישור בין למידה בעבר וחדשה.

מודלים פשוטים של חסרי חוליות נוצלו בהרחבה כדי להבהיר מנגנונים עצביים בסיסיים ללמידה ולבחירת פעולה (6-14). כאן השתמשנו ב-Lymnaea, מערכת רכיכות מבוססת (15-22), כדי לחקור ישירות את הקשר בין זיכרון, תפיסה ולמידה חדשה. בעל חיים זה יכול ליצור במהירות אסוציאציות בין גירויים לאחר אימון בודד כאשר הזיכרון המתקבל נמשך מספר שבועות (23, 24).

הנוירונים במערכת העצבים המרכזית גדולים, ניתנים לזיהוי ונגישים, והמעגלים הבסיסיים לביטוי התגובה המותנית אופיינו בהרחבה (15, 25-27), מה שהופך זאת לבחירה משכנעת עבור התנהגות מפורטת ורמת מעגל. חקירות. כאן, הכפפנו את בעלי החיים לשני סוגים של פרדיגמות התניה קלאסיות מעוררות תיאבון, אחת חזקה שגורמת ל-LTM יציב ואחת חלשה שלא. כאשר מוצג ברצף (חזק ואז חלש), הגירוי המותנה המשמש בפרדיגמת האימון החלש מייצר לאחר מכן תגובה מותנית חזקה.

באמצעות קריאה התנהגותית וגם אלקטרו-פיזיולוגית, אנו מדגימים שבעוד שהגירויים המשמשים במהלך אימון חלש נתפסים במקור על ידי בעל החיים כמעורפלים/בי-יציבים (הן חיוביים ושליליים), הלמידה החזקה הקודמת מעבירה את התפיסה הזו למצב חיובי יציב. אנו גם מזהים את מיקרו-מעגל הבקרה האחראי, ומוכיחים שהוא פועל על ידי שליטה באינטראקציות תחרותיות בין שתי התנהגויות האכלה אנטגוניסטיות, מה שמאפשר לשנות באופן דינמי את הסף לאסוציאציות למידה חיוביות.

שכפול תרופתי של התפיסה המשתנה in vivo יכול להחליף באופן מלא את רכישת הזיכרון החזק, להטות את הרשת לעבר מצב קליט יותר כדי לאפשר אסוציאציות חיוביות חדשות. המחקר שלנו חושף מנגנון מפתח לחיבור למידה בעבר ובעתיד באמצעות שינויים בתפיסה. אנו משערים שזה משמש לאותת לבעל החיים על סביבה עתירת למידה, ומאפשרת להיווצר אסוציאציות חיוביות חדשות לרמזים שאחרת היו מתעלמים מהם.

תוצאות

למידה קודמת מאפשרת רכישת זיכרון חדש

Lymnaea יוצרת זיכרונות חזקים וארוכי טווח לאחר זיווג בודד בלבד של גירוי ניטרלי ומתגמל (23, 24). כאן, ניצלנו את המערכת הזו כדי לבחון כיצד אירועי למידה שונים מתקשרים. קבענו שני פרוטוקולי אימון שונים: הראשון השתמש בהתאמה בודדת של עמיל אצטט [AA; הגירוי המותנה (CS)] ו-0.33% סוכרוז [S; הגירוי הבלתי מותנה (US)], גורם ל-LTM (17) שהתבטא כתגובת האכלה מוגברת ל-CS שנבדק 4 או 24 שעות לאחר האימון (איור 1, A ו-B; איור S1A; וסרט S1).

בהתבסס על החוסן של התוצאה הנלמדת, סיווגנו זאת כפרדיגמת אימון "חזקה". בפרוטוקול השני, זיווגנו CS חלופי, גמא-נונלקטון (GNL), שלא היה שונה מ-AA בהשפעתו כגירוי ניטרלי (איור S1B), עם ריכוז נמוך יותר של סוכרוז (s; {{2} }.11%, ארה"ב). זיווג זה לא היה מספיק כדי לעורר זיכרון כאשר נבדק 1, 3, 4 או 24 שעות לאחר האימון (איור 1C ואיור S1C) ולכן סווג כפרדיגמת אימון "חלשה". לאחר מכן, בדקנו האם אינטראקציות בין פרוטוקולי אימון אלו עשויות להשפיע על תוצאת הלמידה. לשם כך, הקמנו פרדיגמת אימון כפולה שבה בעלי חיים קיבלו את האימון החזק ואחריו, לאחר 4-מרווח של שעות, האימון החלש (איור 1D). במיוחד, באמצעות פרוטוקול זה, מצאנו כי LTM חזק נוצר כעת בגלל האימון החלש (איור 1D ואיור S2A).

תוצאה זו לא הוסברה על ידי הכללת גירוי שכן אימון חזק (AA + S) לבדו לא שינה את תגובת ה-GNL בהשוואה לבעלי חיים תמימים (איור 1D ואיור S2A). יתרה מכך, הזיכרון לאחר אימון חזק (AA + S) לא נשבש על ידי האימון החלש (GNL + s), מה שמאשר שלא התרחשה הפרעה רטרואקטיבית בין הזיכרונות (איור 1D ואיור S2A). ההשפעה גם לא הייתה תלויה באיזה CS נעשה שימוש באימון החזק או החלש; היפוך הפרדיגמה לשימוש ב-GNL כ-CS באימון חזק וב-AA כ-CS באימון חלש הביא גם הוא את אותה תוצאה (איור S2B). בבדיקה של התמדה של זיכרון אימון חלש בעקבות אימון חזק, הדגמנו שעקבות הזיכרון עדיין קיים 48 שעות לאחר מכן (איור S2C). הצגת ה-US החזק לבדו 4 שעות לפני האימון החלש לא הגדילה את תגובת ה-GNL (איור S2D), מה שמצביע על כך שהאפקט היה תלוי ספציפית ברכישת הזיכרון החזק הקודם.

כדי להמשיך ולבחון את הנחיצות של רכישת זיכרון חזק קודם, ביצענו פרדיגמת אימון כפולה שבה בעלי חיים קיבלו שני חלקי אימון חלשים בהפרש של 4 שעות (AA + s/ GNL + s או GNL + s/AA + s) וגילינו שיש לא היה זיכרון עבור אף CS (איור S2E). לאחר מכן, שקלנו את החשיבות של מרווח התזמון בין אימון חזק לחלש. מצאנו שאימון חלש היה מספיק כדי לגרום ל-LTM כאשר הוא מוצג בין 30 דקות ל-4 שעות לאחר אימון חזק, מה שמצביע על כך שיש חלון זמן קריטי לאחר הלמידה שבו ניתן להקל על רכישת זיכרון חדש (איור S3A).

לבסוף, קבענו את החשיבות של הסדר הזמני של האימון, במיוחד האם אימון חזק יכול לשפר רטרואקטיבית עקבות זיכרון שנגרמו כתוצאה מאימון חלש. מצאנו שאימון חלש לא היה מספיק כדי לגרום ל-LTM כאשר הוא קדם לאימון חזק ב-4 שעות (איור 1E ואיור S3B), מה שמראה שהיעילות של אימון חלש תלויה באופן קריטי באימון חזק קודם. יחד, תוצאות אלו מצביעות על כך שרכישה וגיבוש קודמים של זיכרון חזק פועלים להורדת הסף ללמידה מעוררת תיאבון חדשה.

למידה קודמת משנה את התפיסה של אירוע למידה חדש

כיצד למידה חזקה קודמת משפרת יצירת זיכרון חדש? בהתחשב בסדר האימונים הדרוש (חזק ואחריו חלש), שיערנו שהזיכרון החזק עשוי לשנות את תפיסת החיה לגבי השילוב של CS + US במהלך האימון החלש שלאחר מכן, ומגדיל את הערך החיובי של האימון החלש כך שה האסוציאציה מתחזקת.

כדי לבדוק רעיון זה, ניצלנו את העובדה שניתן לקרוא את התפיסה של גירוי מוצג, מחיוב לשלילי, ישירות בלימנאה על ידי כימות מספר אירועי הבליעה והבליעה המתרחשים (איור 2A) (16) . במהלך הזיווג של ה-CS + US בפרוטוקול האימון החלש, בעלי חיים ביצעו תערובת של עקיצות בליעה ועקיצות, לעתים קרובות מתהפכות בין התקפי שתי ההתנהגויות (איור 2B). לעומת זאת, כאשר קדם לכך אימון חזק, היחס בין בליעה לבליעה היה גבוה משמעותית (איור 2, C ו-D) ויותר בעלי חיים לא ביצעו נשיכות אכילה כלל בתגובה לאימון החלש (איור 2E).

יתרה מזאת, כדי לבחון יציבות תפיסתית במהלך אימון חלש, השווינו זוגות של עקיצות שנגרמו במהלך מצגת CS + US כדי לקבוע אם הם עברו בין מצבים (בליעה/בליעה) או נשארו יציבים (בליעה/בליעה ו-eest/eest) . זה חשף הפחתה משמעותית בהסתברות המעבר בין מצבים, מה שמרמז על כך שקודם אימון חזק משתנה ומייצב את תפיסת האימון (איור S4, A עד E). הצגת האימון החזק US בלבד, 4 שעות לפני אימון חלש, לא גרמה לשום שינוי בהתנהגויות הבליעה/בליעה בהשוואה לבעלי חיים שלא קיבלו את האימון החזק US, מה שמוכיח שהערך האנרגטי של סוכרוז גבוה בלבד במהלך אימון חזק היה לא מקור ההטיה כלפי התנהגות בליעה (איור S5, A עד D).

יתר על כן, אימון חלש קודם (AA + s) 4 שעות קודם לכן גם לא שינה את התפיסה של אימונים חלשים שלאחר מכן, מה שמאשר שרכישת זיכרון חזק בעבר נחוצה כדי לשנות את התפיסה של האימון החלש (איור S5, A עד ד). שללנו גם את האפשרות שאימונים קודמים חזקים או חלשים פשוט שינו את ההיענות ל-CS או US המשמשים באימון החלש (איור S6, A עד D). יחד, הממצאים שלנו מוכיחים שחיות נאיביות תופסות את ה-CS + US בשימוש במהלך אימון חלש כגירוי מעורפל/בי-יציב וכי אימון חזק קודם מעביר את תפיסת החיה את האימון החלש למצב יציב, תוך הטיית ביטוי התנהגותי לכיוון חיובי (בליעה) לעומת התנהגות שלילית (אגזציה).

שינויים בתפיסה של אימון חלש מונעים משינויים במצב הרשת

לאחר מכן יצאנו לזהות את השינויים העצביים העומדים בבסיס השינוי בתפיסה של CS + US בשימוש במהלך אימון חלש המתאם עם רכישת זיכרון חדש. ניתן להשיג זאת בקלות בלימנאה הודות למעגלים העצביים הנגישים והמוגדרים היטב השולטים בהתנהגות ההאכלה שלו. באופן ספציפי, ביצענו הקלטות תוך-תאיות מהמוטונאורון האכלה מחליף שלב, B11, המספק קריאה של הפעילות היחסית הן במעגלי הבליעה והן במעגלי הבליעה ובכך משמש כמדד חוץ-גופני של מצב הרשת הפנימית (איור 2F). במוחות מבודדים, שבהם נעדרו מסלולים תחושתיים, השווינו את הקריאה הזו אצל שני בעלי חיים תמימים לעומת אלה שקיבלו בעבר הכשרה חזקה.

בהתאם לממצאים שלנו in vivo, הכנות מחיות נאיביות הראו דפוסי פעילות קצביים רבים הידועים כבסיס מחזורי אכילה (בליעה פיקטיבית), בעוד אלו שחוו אימון חזק היו מוטים כמעט אך ורק לביטוי האלקטרו-פיזיולוגי של מחזורי בליעה (בליעה פיקטיבית; איור 2). , G עד J, ואיור S7A). יתרה מזאת, על ידי בחינת זוגות של מחזורים, מצאנו שתכשירים נאיביים עוברים בין מחזורי בליעה למחזורי בליעה בקצב גבוה יותר מאשר תכשירים שקיבלו הכשרה חזקה (איור S7, B עד E). ההכנות שקיבלו הכשרה חלשה קודם לכן לא הראו הבדל משמעותי בתכניות המוטוריות הפיקטיביות שלהן בהשוואה להכנות נאיביות (איור S7, F עד K). זה מספק ראיות משכנעות המצביעות על כך שהכשרה חזקה מעוררת שינוי והתייצבות הנגרמת על ידי למידה במצב הרשת.

לאחר מכן, בדקנו האם אימון חזק שינה את "ההיענות" של מעגלי ההאכלה. לשם כך, גירוינו את עצב השפתיים המדיאלי (MLN), מסלול הקרנה הנושא קלט כימו-סנסורי ממבני השפתיים למערכת העצבים המרכזית (CNS) (28), הידוע כמניע האכלה פיקטיבית חזקה (29). גירוי זה אינו מקודד מידע ספציפי על אופי הגירוי אלא מפעיל את כל ההשלכות הכימו-חושיות, מה שמאפשר לנו לבדוק האם אימון חזק גרר אפקט רגישות כללי ללא קשר לרמז התיאבון. עקבנו אחרי זה ב-B9, מוטונאורון המספק קריאה של מחזורי האכלה במעגל, ובתא הענק המוחי (CGC), נוירון מודולטורי המזוהה מפתח שמקבל עירור מרמזים מעוררי תיאבון (30). מצאנו שלא מספר מחזורי האכלה ולא תדירות ספייק ה-CGC היו שונים באופן משמעותי בין תכשירים נאיביים ומאומנים (איור S8, A עד D) בעקבות גירוי עצבי שפתיים.

יחד, תוצאות אלו מוכיחות שאימון חזק אינו מעורר רגישות כללית של החיה המשפרת את תגובות הרמז התיאבון. במקום זאת, יש שינוי שנגרם על ידי למידה במצב הרשת לאחר אימון חזק שמטה את הרשת לכיוון יצירת מחזורי בליעה. אנו מציעים שזה עומד בבסיס התפיסה המשתנה הנצפית אצל בעלי חיים אלה, בתורו משפר את יכולתם לרכוש זיכרונות חדשים.

For more information:1950477648nn@gmail.com