欢迎访问黑龙江门户资讯网!
旅游景点,美食佳肴,天气预报,房产楼市,地图百科,生活品质,观光景点,黑龙江门户资讯网
当前位置:网站首页 > 产业动态 > 正文

《Cell》:神经系统科学家使用激光束对大脑的GPS进行重新编程

作者:admin发布时间:2020-11-19分类:产业动态浏览:4评论:0


导读:原标题:《Cell》:神经系统科学家使用激光束对大脑的GPS进行重新编程江苏激光联盟导读:来自伦敦大学学院的研究人员采用激光...
原标题:《Cell》:神经系统科学家使用激光束对大脑的GPS进行重新编程

江苏激光联盟导读:来自伦敦大学学院研究人员采用激光来切换老鼠中的神经元,为揭示记忆背后的工作秘密提供了新的视角和表面记忆是如何巩固大脑内部的GPS的系统,对老年痴呆症的诊断和治疗带来了福音.

《Cell》:神经系统科学家使用激光束对大脑的GPS进行重新编程 来自伦敦大学学院 的神经学家使用激光束来切换老鼠中的神经元,

图解:为揭示记忆背后的工作秘密提供了新的视角和表面记忆是如何巩固大脑内部的GPS系统的 

发表在世界著名期刊《Cell》上的一项研究成果,诠释了如何孪生激光来同时读取和写入老鼠中的“位置细胞”(神经元的一种)是如何活动的,因为他们导航在一个虚拟现实(virtual reality)的环境中。

比较显著的是,通过刺激位置细胞,科学家们可以使记忆的位置得到恢复(复苏),此处老鼠获得一个奖励,反过来"心灵传送"给老鼠,导致他们可以处于再奖励的位置.

《Cell》:神经系统科学家使用激光束对大脑的GPS进行重新编程 论文的 Graphical Abstract

这一新 的研究建立在 John O’Keefe教授的(UCL的细胞和生物学发展研究中心)的开创性工作之上的,他在2014年因为发现位置细胞而获得诺贝尔奖.这些细胞在一个称之为海马的南部区域发现的.并且只有在动物进入一个特殊的环境中的特殊位置的时候才会活跃起来.

展开全文

位置细胞被认为可以代表环境的认知地图,如同大脑内部的GPS,并且保留着位置的记忆.新的来自UCL的研究成果首次表明,直接的展示了位置细胞在大脑背后可以进行导航的活动能力.

《Cell》:神经系统科学家使用激光束对大脑的GPS进行重新编程 在虚拟现实的空间导航中利用全光操控位置细胞

研究结果提供了记忆是如何储存的深度理解,并且UCL的科学家们相信这一发现的结果将最终帮助我们发展新的诊断仪器来用于诊断老年痴呆症(dementia and Alzheimer’s disease),这一疾病会影响到记忆的存储.

”论文的第一作者,Nick Robinson博士(UCL的Wolfson生物医学研究所为)说到,这些研究结果将直接导致老鼠使用位置细胞的活动信息来指导其行为.换言之,位置细胞真实的可以高速老鼠位置在哪里,并且老鼠可以确实在他们要做出决定的时候听到他们的位置细胞的信息.这就提供了记忆是如何储存在大脑中的,与此同时可以作为一个操控这些记忆来影响其行为.

他补充到,记忆的紊乱,如老年痴呆症,对社会造成了巨大的金钱损失.这一工作最终将导致我们可以更好的理解这些疾病的机理,与此同时,发展出新的干预治疗的手段. 

另外一位论文的作者说到,这一研究可以称之为游戏规则的改变者,因为我们可以使用光学来读取和写入特定神经元的活动信息来操控记忆,允许我们更好的理解,并且进一步潜在的提高,神经电流的活动是如何来帮助我们来做出决定的.

来自UCL的研究成果可以说为我们提供了两个革新技术的组合,使得我们可以使用光来读取和写入大脑中的电活动.

首先,他们将神经元工程化来表达基因编码的钙传感器,这可以有助于我们使得细胞在活动的时候可以被点燃.其次,他们表达了光敏感的光生蛋白质在同一神经中的情况,使得他们可以在激光束的作用下激活特定的细胞,靶材使用数字全息术来进行(数字全息术也是一种利用酒钢来显示的技术).

通过将这一两个技术结合在一起,研究团队可以同时记录和操控同一神经元的活动,这一神经元在老鼠的大脑中于虚拟现实中进行导航.

UCL的科学家们利用这一技术实施了老鼠中海马的位置细胞的活动,并利用虚拟现实中的特定位置进行了导航,收集了糖水作为奖励.他们首次光学记录了大量了海马的位置细胞,识别了这些细胞在奖励的位置的特定的活动,并可以由此形成位置的记忆.他们使用全息照相的靶材激光束在虚拟世界中来激活这些特定的不同位置的位置细胞.

比较明显的是,位置细胞的刺激足够恢复再奖励位置的记忆,导致老鼠可以寻求在新位置的奖励.换言之,神经元在光心灵传送的作用下的刺激动物,导致他们可以实现,当他们处于奖励位置的时候.这是首次展示了位置细胞是如何活动的,使得我们可以追溯我们环境中的记忆和帮助我们来实现导航.

Reference: “Targeted Activation of Hippocampal Place Cells Drives Memory-Guided Spatial Behavior” by Nick T.M. Robinson, Lucie A.L. Descamps, Lloyd E. Russell, Moritz O. Buchholz, Brendan A. Bicknell, Georgy K. Antonov, Joanna Y.N. Lau, Rebecca Nutbrown, Christoph Schmidt-Hieber and Michael Häusser, 6 November 2020, Cell.

DOI: 10.1016/j.cell.2020.09.061

Funding for this study was provided by Wellcome, the Gatsby Charitable Foundation, the European Commission, the European Molecular Biology Organization, the Medical Research Council and the European Research Council.

标签:细胞激光束位置大脑Cell记忆活动老鼠神经元神经系统消息资讯


欢迎 发表评论: