Bộ não hình thành vùng lưu trữ kí ức như thế nào?

2. Thực nghiệm cơ chế lưu trữ kí ức trong bộ não

Đặc trưng

Tân vỏ não là khu vực lớn nhất của não người. Nó đã mở rộng và thay đổi hình dạng rất nhiều trong quá trình tiến hóa của động vật có vú. Và nó được cho là dấu hiệu trung gian của nhiều khả năng phân biệt con người với họ hàng gần nhất.

Hơn nữa, nếu khu vực này bị rối loạn chức năng nó có thể kéo theo nhiều chứng rối loạn tâm thần khác. Vì vậy chúng ta có thể xem nó như nguyên nhân trung tâm, chủ chốt gây nên các nguy cơ gây hại cho bộ não.

Tất cả các chức năng nhận thức cao hơn do tân vỏ não điều hành được kích hoạt bằng cách tập hợp hai luồng thông tin riêng biệt:

• luồng ‘từ dưới lên’ mang tín hiệu từ môi trường xung quanh
• và luồng ‘từ trên xuống’ truyền thông tin được tạo bên trong mã hóa trải nghiệm trước đây của chúng ta cùng mục tiêu hiện tại.

Ý kiến của các chuyên gia

Letzkus cho biết

Trải qua nhiều thập kỷ nghiên cứu, chúng ta đã làm sáng tỏ cách phân khu này xử lý các tín hiệu đến từ môi trường. Tuy nhiên, kiến ​​thức của chúng ta về thông tin được tạo ra bên trong bộ não vẫn còn hạn chế. Đây là một trong những lỗ hổng lớn nhất

• trong hiểu biết của chúng ta
• về các chức năng cao hơn của bộ não như nhận thức cảm giác.

Điều này thúc đẩy nhóm tìm kiếm nguồn của các tín hiệu bộ não dẫn truyền từ trên xuống

Nghiên cứu trước đây của chúng tôi và nhiều nhà khoa học khác đã

• gợi ý rằng lớp trên cùng của tân vỏ não có khả năng là
• vị trí quan trọng hàng đầu chịu trách nhiệm mang thông tin từ trên xuống.

Việc coi đây là điểm khởi đầu cho phép chúng tôi xác định một vùng của đồi thị

• một vùng não nằm sâu trong não trước
• như một nguồn xác định thông tin nội bộ như vậy.

Được tiếp thêm cảm hứng bởi những quan sát này

• Tiến sĩ M. Belén Pardi, tác giả đầu tiên của nghiên cứu
• và là nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại phòng thí nghiệm Letzkus,
• đã nghĩ ra một cách tiếp cận sáng tạo cho phép cô ấy
• đo lường phản ứng của các khớp thần kinh đơn lẻ trong tân vỏ não chuột trước và sau một mô hình huấn luyện.

Pardi nhớ lại

Kết quả rất rõ ràng. Trong khi các kích thích trung tính không liên quan được mã hóa bởi các phản hồi nhỏ và thoáng qua trong lộ trình này. Việc học tập thúc đẩy mạnh mẽ hoạt động của chúng và làm cho các tín hiệu nhanh hơn, bền hơn theo thời gian. Điều này cho thấy các khớp thần kinh đồi thị trong tân vỏ não mã hóa trải nghiệm trước đây của động vật. Chúng tôi thực sự tin đây là trường hợp khi chúng tôi so sánh sức mạnh của trí nhớ có được với sự thay đổi trong hoạt động của đồi thị. Điều này cho thấy mối tương quan tích cực mạnh mẽ.

Vấn đề

Nhưng liệu cơ chế này có chọn lọc các tín hiệu liên quan đến bộ nhớ từ trên xuống hay không? Các kích thích cảm giác có thể có liên quan do những gì chúng ta đã học liên kết với chúng. Nhưng cũng chỉ đơn thuần là do các đặc tính vật lý của chúng. Ví dụ, âm thanh càng lớn chúng càng dễ gây chú ý ở cả người và động vật. Tuy nhiên, đây là chức năng cấp thấp ít liên quan đến trải nghiệm trước đó.

Pardi nói

Thật thú vị, chúng tôi nhận thấy các cơ chế mã hóa diễn ra trong bộ não rất khác nhau. Chúng hực sự đối lập, cho dạng thông tin liên quan dẫn truyền từ dưới lên này.

Nhấn mạnh

Với tầm quan trọng trung tâm của chúng, các nhà khoa học suy đoán cách các tín hiệu này được xử lý trong tân vỏ não phải được điều chỉnh chặt chẽ. Pardi và các đồng nghiệp đã

• giải quyết vấn đề này trong các thí nghiệm tiếp theo,
• kết hợp với mô hình tính toán với sự hợp tác của phòng thí nghiệm của Tiến sĩ Henning Sprekeler
• và nhóm của ông tại Technische Universität Berlin.

Kết quả thực sự đã

• xác định được một cơ chế chưa từng biết trước đây
• có thể tinh chỉnh thông tin dọc theo con đường dẫn truyền này,
• xác định một loại nơ-ron chuyên biệt ở lớp trên cùng của tân vỏ não
• như một vùng có nhiệm vụ dẫn truyền các tín hiệu từ trên xuống này.

Letzkus kết luận

Những kết quả này tiết lộ con đường đầu vào vùng đồi thị của tân vỏ não. Và cảm giác như một nguồn thông tin quan trọng về những trải nghiệm trong quá khứ có liên quan đến các kích thích cảm giác. Những tín hiệu dẫn truyền từ trên xuống như vậy bị xáo trộn trong một số chứng rối loạn não như tự kỷ và tâm thần phân liệt. Những phát hiện hiện tại cũng cho phép chúng ta hiểu sâu hơn về những thay đổi không phù hợp làm nền tảng cho những tình trạng nghiêm trọng này.

Xem thêm bài viết

• Chiết xuất mầm bông cải xanh và tình trạng bệnh tâm thần phân liệt
• Đánh thức tế bào ung thư: Cách để chữa trị bệnh ung thư xương di căn
• Kháng thể được phát triển để nghiên cứu ung thư xương

Nguồn: Max-Planck-Gesellschaft