Vana koera neuronid muudavad uued trikid keeruliseks

Uued õppimist käsitlevad uuringud on viinud neuroteadlased mõistma, kuidas aju mikrolülitus muudab õppimise noorte jaoks lihtsamaks ja vanemate inimeste jaoks raskemaks.

Aastaid on neuroteadlased vaeva näinud, et mõista, miks vananedes on õppimine keerulisem.

Nüüd on teadlastel teaduslikke tõendeid selle kohta, miks on vanale koerale raskem uusi trikke õpetada.

Uued leiud, mis on avaldatud ajakirjas Loodus, näidata, kuidas aju skeemide üks komponent - inhibeerivad neuronid - käituvad õppimise kriitilistel perioodidel.

Aju koosneb kahte tüüpi rakkudest - inhibeerivatest ja ergastavatest neuronitest. Nende kahte tüüpi neuronite võrgud vastutavad sensoorse teabe, näiteks piltide, helide ja lõhnade töötlemise ning kognitiivse funktsioneerimise eest.

Umbes 80 protsenti neuronitest on ergastavad. Kuid traditsioonilised teaduslikud vahendid on inhibeerivate neuronite uurimist piiranud.

"Varasemate uuringute põhjal teadsime, et ergutusrakud levitavad teavet. Me teadsime ka, et inhibeerivatel neuronitel oli noores kõrgendatud plastilisuse loomisel kriitiline roll, kuid ideed selle kohta, mida need rakud täpselt teevad, olid vastuolulised.

"Kuna me ei saanud rakke uurida, võisime vaid oletada, kuidas nad käitusid kriitilistel õppeperioodidel," ütles Carnegie Melloni bioloogiateaduste dotsent PhD Sandra J. Kuhlman.

Inhibeerivate neuronite valdav teooria oli see, et kui nad küpsevad, saavutavad nad aktiivsuse suurenenud taseme, mis soodustab optimaalseid õppeperioode. Kuid kui aju vananeb täiskasvanuks ja pidurdavad neuronid küpsevad, muutuvad nad veelgi tugevamaks, kuni takistavad õppimist.

Vastloodud geeni- ja pilditehnoloogiad võimaldavad nüüd teadlastel visualiseerida aju inhibeerivaid neuroneid ja registreerida nende aktiivsust vastusena erinevatele stiimulitele.

Joshua T. Trachtenberg, Ph.D., Kuhlman ja tema kolleegid kasutasid neid uusi tehnikaid pärssivate neuronite aktiivsuse registreerimiseks kriitilistel õppeperioodidel.

Nad leidsid, et kõrgendatud õppeperioodidel ei vallandanud inhibeerivad neuronid rohkem, kui oli oodatud. Nad tulistasid palju harvemini - kuni poole sagedamini.

"Noorena ei ole te palju kogenud, seega peab teie aju olema käsn, mis imab endasse igasugust teavet. Tundub, et aju lülitab inhibeerivad rakud välja, et see juhtuks, ”rääkis Kuhlman.

"Täiskasvanuna oleme juba õppinud väga paljusid asju, nii et meie aju ei pea tingimata iga teavet üles imama. See ei tähenda, et täiskasvanud ei saaks õppida, vaid tähendab, et kui nad õpivad, peavad nende neuronid käituma teisiti. "

Carnegie Melloni ülikool