• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Zidentyfikowano obwody mózgu kontrolujące uczenie się nawykowe

    15.06.2010. 22:12
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Naukowcy, których prace są finansowane ze środków unijnych, zidentyfikowali dwa obwody mózgu biorące udział w uczeniu się nawykowym takim jak opanowywanie drogi do pracy i z powrotem. Nowe odkrycia, opublikowane w czasopiśmie Neuron, mają znaczenie dla badań nad chorobą Parkinsona, nadużywaniem niedozwolonych substancji i wieloma innymi zaburzeniami psychicznymi.

    Odkrycie stanowi dorobek projektu SELECT-AND-ACT (Rola prążkowia w wyborze zachowania i w uczeniu się motorycznym - kod neuronalny, mikroobwody i modelowanie), który został dofinansowany na kwotę 2,5 mln EUR z tematu "Zdrowie" Siódmego Programu Ramowego (7PR).

    Codzienne nawyki tworzą się w ramach prostego procesu powtarzania i poszukiwania za pomocą prób i błędów. Często wykonujemy rutynowe czynności, nawet o nich nie myśląc czy też nie zwracając na nie uwagi. Na przykład wracając do domu z tego co zwykle dworca kolejowego możemy pogrążyć się w myślach o czymś zupełnie innym.

    Naukowcy od dawna badali sposób, w jaki jesteśmy w stanie nauczyć się rutynowej czynności na tyle dobrze, aby wykonywać ją bez zastanowienia. W ramach ostatnich badań skoncentrowali się na zwojach podstawy mózgu, niezwykłej grupie neuronów mózgu ssaków, która ma swój udział w rozmaitych funkcjach od ruchu po emocje i myślenie.

    Wcześniejsze badania wykazały, że największa struktura zwojów podstawy mózgu - prążkowie - może mieć istotne znaczenie w uczeniu się opartym na nagrodzie. Jedna część prążkowia steruje ruchem i ma połączenie z korą sensomotoryczną, która bierze udział w planowaniu i wykonywaniu czynności świadomych. Drugi obwód prążkowia steruje zachowaniem elastycznym i ma połączenie z "korą asocjacyjną", która przetwarza i łączy informacje sensoryczne.

    Do tej pory niewiele było wiadomo na temat wkładu tych dwóch odrębnych obwodów w uczenie się nowych zachowań. W toku ostatnich badań naukowcy z Massachusetts Institute of Technology (MIT) w USA zarejestrowali aktywność dwóch obwodów prążkowia u szczurów uczących się, jak dotrzeć do tajnego składu posypki o smaku czekoladowym w labiryncie. Aby dostać się do posypki szczury musiały zrozumieć znaczenie sygnałów dźwiękowych i dotykowych pojawiających się na skrzyżowaniach w labiryncie. Zwierzęta tak długo podejmowały próby, aż trasa stała się rutyną.

    Wraz ze wzrostem ich sprawności ich obwody mózgowe wykazywały charakterystyczne schematy aktywności, które ewoluowały w trakcie procesu uczenia się. Jeden z nich najbardziej aktywował się, kiedy szczury musiały podejmować konkretne działania (np. ruszyć, zatrzymać się lub skręcić) i wzmagał się wraz z przyswajaniem rutyny. Drugi obwód stawał się bardzo aktywny, kiedy szczur musiał podjąć decyzję, w którą drogę skręcić, ale im lepiej droga była mu znana tym sygnał stawał się słabszy.

    "Sądzimy, że te dwa obwody zwojów podstawy mózgu muszą pracować równolegle" - mówi Catherine Thorn z MIT, naczelna autorka artykułu. "Obserwujemy coś na kształt rywalizacji między dwoma obwodami do momentu, aż wyuczone zachowanie staje się zakorzenionym nawykiem."

    "Te obwody mózgu są dotknięte w przypadku choroby Parkinsona, nadużywania niedozwolonych substancji i wielu zaburzeń psychicznych" - wyjaśnia Ann Graybiel z MIT. "Jeżeli dowiemy się, w jaki sposób skierować tę rywalizację w jednym lub drugim kierunku, to być może uda się nam spojrzeć inaczej na istniejące metody leczenia, a może nawet pomóc w opracowaniu nowych."

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Wstrząśnienie mózgu – zaburzenie czynności pnia mózgu, będące wynikiem urazu lub zniesienia czynności komórek zwojowych mózgu bez znaczących zmian anatomicznych. Układ limbiczny, układ rąbkowy, układ brzeżny – układ struktur korowych i podkorowych mózgu, biorący udział w regulacji zachowań emocjonalnych oraz niektórych stanów emocjonalnych takich jak zadowolenie, przyjemność czy strach. Jest istotny dla procesu zapamiętywania oraz motywacji danego osobnika. Wpływa na pewne czynności wegetatywne. Pierwotnie był kojarzony wyłącznie ze zmysłem węchu. Jądra podstawne, inaczej jądra podstawy (łac. ganglia basales, nuclei basales) – grupa jąder wysyłających projekcje do kory mózgowej, wzgórza i pnia mózgu. Jądra podstawne ssaków pełnią rozmaite funkcje związane z kontrolą ruchów, procesami poznawczymi, emocjami i uczeniem się.

    Kora mózgu - struktura mózgu, w części kresomózgowia, zbudowana z istoty szarej, którą stanowią komórki neuronów. Jest największą częścią płaszcza, pokrywa obydwie półkule kresomózgowia. Tworzy ją około 10 mld komórek nerwowych ułożonych w sześciu warstwach o różnej grubości. Dominują w niej komórki piramidalne (najbardziej charakterystyczne dla kory), gwiaździste (głównie w czwartej warstwie) oraz wrzecionowate (w najgłębszej warstwie kory). Kora mózgu osiąga grubość do 4,5 mm. Jest bardzo silnie pofałdowana, dzięki czemu przy mniejszej objętości posiada większą powierzchnię czynną - 2 500 cm u człowieka , co odpowiada powierzchni kuli o średnicy 28 cm. Głęboka stymulacja mózgu (ang. deep brain stimulation - DBS) – chirurgiczna metoda leczenia, polegająca na implantacji urządzenia zwanego rozrusznikiem mózgu, które wysyła impulsy elektryczne do określonej części mózgu.

    Mioklonie (myoclonus) – inaczej zrywania mięśniowe powstałe przez zmiany o różnym umiejscowieniu (rdzeń kręgowy, pień mózgu, kora mózgu i ośrodki podkorowe). Pranie mózgu (nazywane także reformą procesu myślenia albo reedukacją) — termin używany na określenie działań przymusowych albo o charakterze dobrowolnym mających na celu zmianę poglądów lub zachowań jednej lub większej liczby osób. Dyskusyjne jest to, od jakiego momentu działanie nakierowane na zmianę osobowości należy uznać za pranie mózgu.

    Stereotaktyczne przeszczepy tkankowe istoty czarnej – eksperymentalna metoda leczenia choroby Parkinsona. Podejmowane dotychczas próby polegały na próbach transplantacji płodowej tkanki śródmózgowia zawierającej neurony dopaminergiczne do prążkowia chorych na chorobę Parkinsona. Przy założeniu że komórki dopaminergiczne mogą przeżyć i wytworzyć synapsy z innymi neuronami w mózgu biorcy, zaczną wytwarzać dopaminę i że mózg biorcy będzie mógł korzystać z niej w neurotransmisji na uszkodzonych przez proces chorobowy szlakach, metoda ta mogłaby być uznana za metodę leczenia przyczynowego schorzenia. Badania PET u biorców wykazały wzrost wychwytu znakowanej fluorem L-dopy w prążkowiu, obserwowano też poprawę kliniczną, zwłaszcza u młodszych pacjentów. U pacjentów którzy zmarli w czasie obserwacji badanie neuropatologiczne potwierdziło przyjęcie przeszczepu. Implant mózgowy (ang. brain implant) - urządzenie techniczne łączące się bezpośrednio z mózgiem ludzkim lub zwierzęcym zwykle umieszczone na powierzchni mózgu lub podłączone do kory mózgowej (implantowane elektrody domózgowe). Obecnie badania neurobiologów i inżynierów biomedycznych koncentrują się na zbudowaniu takich implantów mózgowych, które byłyby zdolne zastąpić obszary mózgu uszkodzone po udarze lub urazie mózgowym. Obejmuje to także zastąpienie czynności uszkodzonych układów czuciowych, np. wzrokowego (proteza wzroku). Inne implanty mózgowe są wykorzystywane w doświadczeniach na zwierzętach w celu bezpośredniej rejestracji czynności elektrycznej mózgu dla celów naukowych. Niektóre implanty mózgowe umożliwiają stworzenie interfejsu pomiędzy układem nerwowym i układem scalonym komputera, co jest częścią szerszych badań nad interfejsami mózg-komputer.

    Elektroencefalografia (EEG) − nieinwazyjna metoda diagnostyczna służąca do badania bioelektrycznej czynności mózgu za pomocą elektroencefalografu. Badanie polega na odpowiednim rozmieszczeniu na powierzchni skóry czaszki elektrod, które rejestrują zmiany potencjału elektrycznego na powierzchni skóry, pochodzące od aktywności neuronów kory mózgowej i po odpowiednim ich wzmocnieniu tworzą z nich zapis – elektroencefalogram. Jeśli elektrody umieści się bezpośrednio na korze mózgu (np. podczas operacji) badanie nosi nazwę elektrokortykografii (ECoG). Pierwszy polski zapis EEG został zarejestrowany przez Adolfa Becka na Uniwersytecie Jagiellońskim, który swoją pracę opublikował w 1890 r. Pierwsze badanie EEG na człowieku przeprowadził Hans Berger, psychiatra z Jeny.

    Tętnica przednia mózgu (łac. arteria cerebri anterior) – jedna z dwóch gałęzi końcowych tętnicy szyjnej wewnętrznej. Biegnie nad nerwem wzrokowym, a następnie w szczelinie podłużnej mózgu równolegle do tętnicy przedniej mózgu strony przeciwnej. W dalszym przebiegu obie tętnice przednie mózgu: prawa i lewa przewijają się wokół ciała modzelowatego i biegną ku tyłowi wzdłuż jego górnej powierzchni. Od tętnicy przedniej mózgu odchodzą:

    Dodano: 15.06.2010. 22:12  


    Najnowsze