bản tóm tắt: Một nghiên cứu mới xác nhận câu ngạn ngữ cũ “thực hành tạo nên sự hoàn hảo”. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng công nghệ tiên tiến để theo dõi 73.000 tế bào thần kinh ở chuột khi chúng học một nhiệm vụ. Họ phát hiện ra rằng việc thực hành lặp đi lặp lại sẽ củng cố các đường dẫn thần kinh, chuyển đổi những biểu hiện trí nhớ không ổn định thành những biểu hiện ổn định, dẫn đến cải thiện hiệu suất và khả năng làm chủ.
Sự kiện chính:
- Thực hành lặp đi lặp lại sẽ củng cố và ổn định các đường dẫn thần kinh trong não.
- “Kết tinh” các mạch trí nhớ này giúp cải thiện độ chính xác và tính tự phát của các kỹ năng đã học.
- Nghiên cứu sử dụng kính hiển vi quang học cải tiến để hình dung hoạt động của tế bào thần kinh trong thời gian thực
nguồn: Đại học Rockefeller
Theo một nghiên cứu mới được thực hiện bởi các nhà nghiên cứu tại Đại học Rockefeller và Đại học California, “Thực hành tạo nên sự hoàn hảo” không chỉ là một câu nói sáo rỗng. Thay vào đó, đó là một công thức để làm chủ một nhiệm vụ, bởi vì việc lặp đi lặp lại một hoạt động sẽ củng cố các đường dẫn thần kinh trong não của bạn.
Như họ mô tả trong thiên nhiênCác nhà khoa học đã sử dụng một kỹ thuật phức tạp do Ali Pasha Waziri của Rockefeller phát triển để theo dõi đồng thời 73.000 tế bào thần kinh vỏ não ở chuột trong khi các con vật học và lặp lại một nhiệm vụ nhất định trong suốt hai tuần.
Nghiên cứu tiết lộ rằng các biểu hiện của bộ nhớ chuyển từ không ổn định sang cứng nhắc trong các mạch bộ nhớ đang hoạt động, mang lại cái nhìn sâu sắc về lý do tại sao hiệu suất trở nên chính xác và tự động hơn sau khi thực hành lặp đi lặp lại.
Waziri, người đứng đầu Phòng thí nghiệm khoa học thần kinh và sinh lý học Rockefeller cho biết: “Trong nghiên cứu này, chúng tôi cho thấy trí nhớ làm việc – khả năng lưu giữ và xử lý thông tin của não – được cải thiện như thế nào nhờ thực hành”.
“Chúng tôi dự đoán rằng những hiểu biết sâu sắc này sẽ không chỉ nâng cao hiểu biết của chúng ta về học tập và trí nhớ mà còn có ý nghĩa trong việc điều trị các rối loạn liên quan đến trí nhớ.”
Hãy tưởng tượng những thách thức
Trí nhớ làm việc cần thiết cho nhiều chức năng nhận thức khác nhau, tuy nhiên các cơ chế đằng sau việc hình thành, lưu giữ và phục hồi trí nhớ – cho phép chúng ta thực hiện một nhiệm vụ đã làm trước đây mà không cần phải học lại – vẫn chưa rõ ràng trong một thời gian dài.
Đối với nghiên cứu hiện tại, các nhà nghiên cứu muốn quan sát tính ổn định của các biểu hiện bộ nhớ làm việc theo thời gian và vai trò của những biểu hiện này đối với khả năng thực hiện nhiệm vụ một cách khéo léo theo tín hiệu.
Để làm được điều này, họ đã tìm cách ghi lại nhiều lần các nhóm tế bào thần kinh ở chuột trong một khoảng thời gian tương đối dài trong khi động vật học hỏi và trở thành chuyên gia trong một nhiệm vụ cụ thể.
Nhưng họ phải đối mặt với một thách thức ghê gớm: những hạn chế về mặt kỹ thuật đã cản trở khả năng ghi lại hoạt động của số lượng lớn tế bào thần kinh trên não trong thời gian thực, trong thời gian dài hơn và ở bất kỳ độ sâu mô nào trong vỏ não.
Các nhà nghiên cứu của UCLA đã tìm đến Waziri, người đã phát triển các kỹ thuật chụp ảnh não, một trong những công cụ duy nhất có khả năng chụp phần lớn vỏ não của chuột trong thời gian thực với độ chính xác và tốc độ cao.
Waziri đề nghị họ sử dụng kính hiển vi hạt ánh sáng (LBM), một kỹ thuật chụp ảnh thể tích tốc độ cao mà ông đã phát triển cho phép phân tích tế bào in vivo để ghi lại hoạt động của quần thể tế bào thần kinh lên tới một triệu tế bào thần kinh – con số tăng gấp 100 lần của các nơron. Mà có thể được ghi lại đồng thời.
Biến đổi thần kinh
Trong nghiên cứu hiện tại, các nhà nghiên cứu đã sử dụng LBM để ghi lại hoạt động tế bào của 73.000 tế bào thần kinh ở chuột đồng thời ở các độ sâu khác nhau của vỏ não và theo dõi hoạt động của cùng các tế bào thần kinh đó trong suốt hai tuần khi các con vật xác định, nhớ lại và lặp lại một nghiên cứu. loạt mùi. .
Họ phát hiện ra rằng các mạch trí nhớ làm việc sẽ thay đổi khi chuột làm chủ được trình tự chính xác. Lúc đầu, các mạch điện không ổn định, nhưng khi chuột thực hành nhiệm vụ nhiều lần, các mạch điện bắt đầu ổn định và cứng lại.
“Đây là những gì chúng tôi gọi là ‘kết tinh’,” Waziri nói. “Về cơ bản, kết quả chứng minh rằng việc luyện tập lặp đi lặp lại không chỉ nâng cao khả năng thành thạo kỹ năng mà còn dẫn đến những thay đổi sâu sắc trong mạch trí nhớ của não, giúp hiệu suất hoạt động trở nên chính xác và tự động hơn”.
“Nếu người ta tưởng tượng rằng mỗi tế bào thần kinh trong não phát ra một âm sắc khác nhau, thì giai điệu mà não tạo ra khi thực hiện nhiệm vụ thay đổi từng ngày, nhưng sau đó trở nên chính xác và giống nhau hơn khi động vật tiếp tục thực hiện nhiệm vụ, ” tác giả và nhà thần kinh học tương ứng tại UCLA Peyman Golshani cho biết thêm.
Điều quan trọng là một số khía cạnh của những khám phá này được kích hoạt độc đáo nhờ khả năng chụp ảnh mô sâu và rộng của LBM. Ban đầu, các nhà nghiên cứu sử dụng hình ảnh hai photon tiêu chuẩn của các quần thể tế bào thần kinh nhỏ hơn ở các lớp vỏ não cao hơn, nhưng không tìm thấy bằng chứng về sự củng cố trí nhớ.
Nhưng khi họ sử dụng LBM để ghi lại hơn 70.000 tế bào thần kinh ở các vùng vỏ não sâu hơn, họ có thể quan sát sự kết tinh của các biểu diễn trí nhớ làm việc đi kèm với khả năng làm chủ nhiệm vụ ngày càng tăng của chuột.
Waziri cho biết: “Trong tương lai, chúng tôi có thể giải quyết vai trò của các loại tế bào thần kinh khác nhau liên quan đến việc điều hòa cơ chế này và đặc biệt là sự tương tác của các loại tế bào thần kinh trung gian khác nhau với các tế bào bị kích thích”.
“Chúng tôi cũng quan tâm đến việc hiểu cách thức học tập được thực hiện và chuyển sang một bối cảnh mới, tức là làm thế nào bộ não có thể khái quát hóa từ một nhiệm vụ đã học sang một số vấn đề mới, chưa biết.”
Về tin tức nghiên cứu trí nhớ này
tác giả: Cây nho Catherine
nguồn: Đại học Rockefeller
giao tiếp: Catherine Vins – Đại học Rockefeller
hình ảnh: Hình ảnh được ghi có vào Tin tức khoa học thần kinh
Tìm kiếm ban đầu: Mở quyền truy cập.
“Các biểu diễn bộ nhớ làm việc dễ bay hơi kết tinh với thực hành“Được viết bởi Alibasha Vaziri và những người khác. thiên nhiên
một bản tóm tắt
Các biểu diễn bộ nhớ làm việc dễ bay hơi kết tinh với thực hành
Trí nhớ làm việc, quá trình thông tin được duy trì và xử lý tạm thời trong một thời gian ngắn, rất cần thiết cho hầu hết các chức năng nhận thức.
Tuy nhiên, các cơ chế tạo ra và tiến hóa các biểu hiện thần kinh của trí nhớ làm việc ở cấp độ dân số trong thời gian dài vẫn chưa rõ ràng.
Ở đây, để xác định các cơ chế này, chúng tôi đã huấn luyện những con chuột cố định đầu thực hiện nhiệm vụ liên kết trì hoãn khứu giác, trong đó chuột đưa ra quyết định dựa trên nhận dạng tuần tự của hai mùi cách nhau 5 giây.
Sự ức chế thị giác của các tế bào thần kinh vận động thứ cấp trong thời gian trễ muộn và thời kỳ lựa chọn làm suy giảm nghiêm trọng hiệu suất nhiệm vụ của chuột.
Hình ảnh canxi nội soi của các quần thể tế bào thần kinh lớn ở vỏ não vận động thứ cấp (M2), vỏ não sau lách (RSA) và vỏ não vận động sơ cấp (M1) cho thấy nhiều tế bào thần kinh chọn lọc muộn xuất hiện ở M2 khi chuột học được nhiệm vụ.
Độ chính xác khi giải mã bộ nhớ làm việc bị trì hoãn được cải thiện đáng kể ở M2, nhưng không ở M1 hay RSA, nơi chuột trở thành chuyên gia.
Trong giai đoạn đầu của chuyên gia, các biểu diễn trí nhớ làm việc trong giai đoạn trễ muộn trôi qua theo ngày, trong khi các biểu diễn kích thích và lựa chọn ổn định.
Ngược lại với hình ảnh lớp 2/3 (L2/3) đơn lớp, hình ảnh canxi thể tích đồng thời lên tới 73.307 tế bào thần kinh M2, bao gồm các tế bào thần kinh L5 bề ngoài, cũng cho thấy sự ổn định của các biểu hiện trí nhớ làm việc muộn khi tiếp tục thực hành.
Do đó, các hoạt động liên quan đến sự trì hoãn và lựa chọn, vốn rất cần thiết cho hoạt động của trí nhớ làm việc, sẽ bị sai lệch trong quá trình học và không ổn định cho đến vài ngày sau khi thực hiện thành thạo.