_ Chickadees au „coduri de bare” neuronale unice ' pentru amintiri de a ascunde mâncarea

Naicile cu căpăcel negru au amintiri extraordinare care pot aminti locațiile a mii de bucăți de mâncare pentru a le ajuta să supraviețuiască iarnă. Acum, oamenii de știință de la Institutul Zuckerman din Columbia au descoperit cum puii își pot aminti atât de multe detalii: memorează fiecare locație a alimentelor folosind activitatea celulelor creierului asemănătoare unui cod de bare. Aceste noi descoperiri pot arunca lumină asupra modului în care creierul creează amintiri pentru evenimentele care compun viața noastră.

„Vedem lumea prin amintirile noastre despre obiecte, locuri și oameni”, a spus Dmitriy Aronov, Ph. D., cercetător principal la Institutul Zuckerman din Columbia și profesor asistent de neuroștiințe la Colegiul Medicilor și Chirurgilor Vagelos din Columbia.

„Amintirile definesc în întregime modul în care vedem și interacționăm cu lumea. Cu această pasăre, avem o modalitate de a înțelege memoria într-un mod incredibil de simplificat și, înțelegând memoria lor, vom înțelege ceva despre noi înșine.”

Această formatare a memoriei asemănătoare unui cod de bare, dezvăluită pentru prima dată în jurnal. Celulă, poate fi o tactică comună în creierul animalelor, inclusiv în cel al oamenilor.

„Există multe descoperiri la oameni care sunt în totalitate în concordanță cu un mecanism de coduri de bare”, a spus coleg de cercetare postdoctoral Selmaan Chettih, Ph.D. ., co-primul autor al studiului împreună cu Emily Mackevicius, Ph.D.

Gaucii sunt „genii ai memoriei”, a spus dr. Aronov, autorul corespondent al studiului. Ei sunt maeștri ai memoriei episodice - capacitatea creierului de a-și aminti momente specifice, cum ar fi ascunderea unui pic de mâncare sub scoarța copacului sau într-un nod. Acest lucru se poate dovedi o chestiune de viață sau de moarte pentru ei, deoarece spre deosebire de majoritatea păsărilor care trăiesc în locuri reci, păsările nu migrează în timpul iernii. Aceasta înseamnă că supraviețuirea lor depinde de amintirea locului în care au ascuns hrana în lunile mai calde, unii făcând până la 5.000 din aceste rezerve pe zi.

Oamenii de știință știu de mult că aceste păsări se bazează pe hipocamp – o structură a creierului esențială. pentru memorie la toate vertebratele, inclusiv la oameni – pentru stocarea amintirilor din cachele lor. Cu toate acestea, nimeni nu identificase activitatea neuronală specifică din hipocamp care codifică amintirile episodice, cum ar fi evenimentele de stocare în cache a alimentelor.

„Întrebarea la care încercăm să răspundem este: „Ce este fizic o amintire?” „, a spus dr. Chettih.

Naiele pot ajuta oamenii de știință să dezlege acest mister. Pentru a explora amintirile prodigioase ale păsărilor, dr. Aronov și echipa sa au construit arene interioare inspirate de habitatele naturale ale păsărilor.

„Oamenii de știință s-au minunat de memoria acestor păsări de zeci de ani, dar ceea ce a fost un misterul este ceea ce se petrecea în creierul lor pentru a susține aceste amintiri”, a spus dr. Aronov. „Acum avem la dispoziție instrumente de înregistrare neuronală și de urmărire a comportamentului pentru a ne avansa cunoștințele despre modul în care aceste păsări sunt capabile de aceste fapte ale memoriei.”

În experimente tipice, un naicat cu capac negru ascunde instinctiv semințe de floarea soarelui. în găuri în arene, deoarece cercetătorii monitorizează activitatea în hipocamp. Între timp, șase camere înregistrează, de asemenea, păsările în timp ce zboară, cu un sistem de inteligență artificială care le urmărește automat pe măsură ce ascund și preiau semințele.

Oamenii de știință au descoperit în mod neașteptat că de fiecare dată când un năicat a ascuns o sămânță, neuronii hipocampului tras într-un model unic. Aceste modele trecătoare s-au reactivat atunci când păsările au recuperat acel cache specific de hrană.

„Aceste modele de activitate sunt foarte izbitoare, dar sunt foarte scurte – în medie doar aproximativ o secundă”, a spus dr. Chettih. „Dacă nu ai ști exact când și de ce s-au întâmplat, ar fi foarte ușor să le ratezi.”

În timp ce cercetătorii se gândeau la datele lor, ideea codurilor de bare neuronale ca etichete unice pentru diferite evenimente au început să aibă sens, au spus ei.

Aceste modele de coduri de bare există independent de activitatea neuronilor hipocampali, numite celule de loc, care codifică amintirile locațiilor. Fiecare cod de bare rămâne distinct, chiar și atunci când este vorba de rezerve ascunse în același loc, dar în momente diferite, sau de rezerve învecinate realizate în succesiune rapidă.

„Multe studii hipocampale s-au concentrat pe celulele locului, cu Premiul Nobel. premiate pentru descoperirea lor în 2014", a spus dr. Aronov.

"Deci presupunerea în domeniu a fost că memoria episodică trebuie să aibă legătură cu schimbările în celulele locului. Constatăm că celulele locului nu au se schimbă de fapt atunci când păsările formează noi amintiri. În schimb, în ​​timpul stocării în cache a hranei, există modele suplimentare de activitate dincolo de cele observate cu celulele locului.”

În continuare, cercetătorii vor să vadă dacă păsările activează coduri de bare atunci când caută. pentru cache din locații îndepărtate.

„La asta ne-am putea aștepta dacă intenționează să recupereze un element din cache înainte de a o face efectiv”, a spus dr. Chettih. „Vrem să identificăm acele momente în care o pasăre se gândește la o locație, dar aceasta nu este încă acolo și să vedem dacă activarea unui cod de bare ar putea determina o pasăre să meargă într-o cache.”

Cercetătorii sunt, de asemenea, nerăbdători. pentru a ști dacă tactica codurilor de bare pe care au descoperit-o pe puie este utilizată pe scară largă printre alte animale, inclusiv oameni. O astfel de cercetare poate ajuta la aruncarea în lumină asupra unei părți esențiale a experienței umane.

„Dacă te gândești la modul în care oamenii se definesc pe ei înșiși, cine cred că sunt, sentimentul lor de sine, atunci amintirile episodice ale unor anumite evenimente sunt esențial pentru asta”, a spus dr. Chettih. „Asta încercăm să înțelegem.”

(Fluierul)