日前,冷泉港實驗室(CSHL)研究團隊在Nature上發表關於大腦切片的研究報道,稱通過大腦切片可以準確地判斷大鼠生前所接受的行為訓練。這項研究為人們進一步理解大腦的學習和記憶編碼機製提供了新的角度。
日前,冷泉港實驗室(CSHL)研究團隊在Nature上發表關於大腦切片的研究報道,稱通過大腦切片可以準確地判斷大鼠生前所接受的行為訓練。這項研究為人們進一步理解大腦的學習和記憶編碼機製提供了新的角度。
感覺的決定是基於感覺皮層神經元的活動,但是生物體如何學習將這種活動轉化為合適的行為仍然有待摸索。研究人員在大鼠中研究聲音線索轉化為行動的過程。首先,對大鼠進行訓練,使其對特定的聲音與獎勵建立條件反射。大鼠會根據聲音的改變,在盒子裏尋找獎勵物品。並在大鼠接受訓練的時候,檢測神經連接的強度。發現對應的動物接受訓練的情況,聽覺紋狀體會出現一個活性梯度。
研究人員推測,在此基礎上或許能夠通過死後的大腦切片來判斷大鼠經曆過什麼樣的訓練。進一步的實驗驗證這種推斷是完全正確的,這也標誌著新的記憶編碼的密碼被破解,代表特定記憶的突觸能被精確定位。
研究人員表示他們迫不及待地要將這種方法應用到向視覺這種更為複雜的學習形式和感覺係統中去。如果能夠在不同的感覺係統中成果應用,這就意味著那些死無對證的時代即將終結。類似這種解讀大腦的信息的實驗並非由此開創,Mary Lou Jepsen是數字顯示領域內的頂級專家,她研究如何將人類最具創造力的想法顯示到屏幕上。在她令人大開眼界的演講中(相關閱讀請點擊行雲學院:http://xy.bioon.com/course_video/Mary-Lou-Jepsen-wei-lai-she-bei-neng-du-qu477489.html),她將數字和大腦這兩方麵的愛好結合於兩項尖端的腦研究項目中,它們可能為我們理解人類如何思考以及在思考什麼指明新的方向。
推薦閱讀英文原文:
selecive corticostriatal plasticity during acquisition of an auditory discrimination task
Perceptual decisions are based on the activity of sensory cortical neurons, but how organisms learn to transform this activity into appropriate actions remains unknown. Projections from the auditory cortex to the auditory striatum carry information that drives decisions in an auditory frequency discrimination task1. To assess the role of these projections in learning, we developed a channelrhodopsin-2-based assay to probe selecively for synaptic plasticity associated with corticostriatal neurons representing different frequencies. Here we report that learning this auditory discrimination preferentially potentiates corticostriatal synapses from neurons representing either high or low frequencies, depending on reward contingencies. We observe frequency-dependent corticostriatal potentiation in vivo over the course of training, and in vitro in striatal brain slices. Our findings suggest a model in which the corticostriatal synapses made by neurons tuned to different features of the sound are selectively potentiated to enable the learned transformation of sound into action.
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