Studie na potkanech shledává, že mentální záznam minulých zkušeností je pro učení zásadní

Mentální přehrávání minulých zkušeností, když je vzhůru, je nezbytné pro informovaná rozhodnutí, navrhuje nová studie využívající krysy.

Výzkumníci, financovaní z National Institutes of Health, blokovali učení se z minulých zkušeností a jednání na nich tím, že selektivně potlačovali přehrávání, kódované jako bleskové výboje neuronální aktivity v paměťových rozbočovačích krys provádějících úkol bludiště.

"Zdá se, že tyto vlnkovité záblesky elektrické aktivity v hipokampu nám umožňují přemýšlet o budoucích možnostech na základě minulých zkušeností a rozhodovat, co dělat," řekla Loren Frank, Ph.D., z University of California, San Francisco, který poznamenal, že „u lidí byly během podobných situací zjištěny podobné vzorce aktivity hipokampu“.

Frank a jeho kolegové v předchozích studiích zjistili, že rytmická aktivita podobná zvlnění v hipokampu se shodovala s mentálním přehráním minulých zkušeností během přestávek v činnosti krys. Je známo, že stejný signál během spánku pomáhá konsolidovat vzpomínky, takže vědci předpokládali, že tyto vzhůru zvlněné stavy jsou nutné pro rozhodování na základě paměti.

Aby to otestovali v současné studii, selektivně potlačili vlnkovou aktivitu bez narušení dalších funkcí, přičemž sledovali jakékoli účinky na výkonnost zvířat v úkolu bludiště.

Vědci zjistili, že jednotlivé neurony v určitých oblastech hipokampu jsou spojovány s konkrétním místem. Tyto buňky umístí oheň, když je zvíře na tomto místě, nebo - jak se ukázalo - jen psychicky přehrává zážitek z pobytu na tomto místě.

V posledním experimentu si krysa musela zapamatovat, které ze dvou vnějších ramen bludiště ve tvaru písmene W navštívila dříve, a střídat je, přičemž po první návštěvě středního ramene navštívila protilehlé rameno, aby získala odměnu. K vlnkové aktivitě dochází, když jsou krysy neaktivní během přestávek mezi pokusy, uvedli vědci.

Umístěte buňky spojené s ohněm bludiště v rychlém sledu a synchronně s ostatními neurony v sousedství. Buňky střílejí na stejném místě ve stejném pořadí, jako když krysa poprvé prošla bludištěm, což naznačuje, že krysa mentálně přehrává dřívější zkušenost, ale v mnohem rychlejším časovém měřítku, uvedli vědci.

Systém automatické zpětné vazby vypínal palbu buněk pomocí mírné elektrické stimulace, kdykoli detekoval zvlnění, což také zabránilo přehrání paměti bludiště. Vědci uvádějí, že bez výhod mentálního přehrání se výkon potkanů ​​v úkolu bludiště zhoršil.

Porucha spočívala v prostorové pracovní paměti zvířat - jejich schopnosti spojit okamžitou a dřívější minulou zkušenost s odměnou. Tato schopnost byla nutná ke správnému rozhodnutí, kterou vnější paži navštívit po opuštění středové paže během odchozích pokusů, vysvětlil Frank.

Vědci navrhují, aby bdělý záznam v hipokampu poskytoval informace o minulých lokacích a budoucích možnostech výkonnému centru mozku, prefrontální kůře, která se naučí alternativní pravidlo a použije jej jako vodítko pro chování.

I když přehrávání u potkanů ​​trvá jen zlomek sekundy, Frank poznamenal, že se nepodobají naší vlastní zkušenosti se vzpomínkami, které mají tendenci stlačovat často zdlouhavé události do vrcholů toho, co se nám stalo.

"Myslíme si, že mozek používá pro mnoho věcí stejné vlnkovité záblesky," řekl. "Využívá je k získávání vzpomínek, zkoumání možností - denní snění - a k posílení vzpomínek."

Zdroj: Národní instituty zdraví