Зомби-нейроны и обучения мозга: ученые раскрыли новый секрет

Ученые из Фонда Шампалимау открыли новый аспект в понимании процессов обучения в мозге благодаря изучению так называемых зомби-нейронов. Эти нейроны, живые, но функционально измененные, способствовали продвижению нашего понимания критических сигналов обучения в мозжечке, который играет центральную роль в адаптации наших действий на основе прошлого опыта.

Исследование, опубликованное в журнале Nature Neuroscience, выдвигает убедительные доказательства того, что активность определенного класса входов мозжечка, называемых восходящими волокнами, абсолютно необходима для ассоциативного обучения. Эксперименты, проведенные с мышами, показали, что, активируя эти волокна с помощью оптогенетики, мыши могли обучаться связывать зрительные сигналы с соответствующими двигательными реакциями, например, морганием в ответ на световой сигнал.

Это открытие подчеркивает роль мозжечка не только в координации движений и баланса, но и в процессе обучения, позволяя нам ассоциировать сенсорные сигналы с конкретными действиями. Удивительное открытие зомби-нейронов показало, что восходящие волокна, измененные экспрессией светочувствительного белка Channelrhodopsin-2 (ChR2), сохраняли способность к спонтанной активности и были в остальном функциональными, но их измененное кодирование сенсорных стимулов делало животных совершенно неспособными к обучению.

Эти результаты не только выдвигают восходящие волокна в качестве ключевых учебных сигналов мозга, но и подчеркивают важность дальнейших исследований для понимания тонких механизмов, лежащих в основе ассоциативного обучения. Открытие также подчеркивает потенциал новых методов, таких как оптогенетика, для более глубокого изучения сложных процессов в мозге и их роли в обучении и адаптации. Исследователи надеются, что их работа откроет новые горизонты в изучении мозжечка и других форм обучения, предоставив ценные знания, которые в конечном итоге помогут улучшить подходы к лечению и реабилитации пациентов с нарушениями обучения и координации.