神经科学家认为大脑区域是一个关键的学习轨迹

小,看似专业,大脑的蓝斑(LC)地区已经定型了的巨大出口arousal-stimulating神经调质去甲肾上腺素。在一篇新论文中,从美国国立卫生研究院新格兰特,一个麻省理工学院神经科学实验室提出,LC不仅仅是一个报警按钮,但一个更微妙的和多方面的影响学习,行为和心理健康比功劳。

与其他输入来自100多个大脑区域和复杂的控制,当它发出去甲肾上腺素(NE)、LC的微小的惊人的人口多样化的细胞可能代表一个重要的监管机构学习的奖励和惩罚,然后应用经验优化行为,Mriganka苏尔说,牛顿的神经科学教授Picower研究所学习和记忆,麻省理工学院大脑与认知科学系。

”曾被认为是一个同质核发挥全球统一的影响许多不同的目标区域,现在提出的异构人口NE-releasing细胞,可能表现出空间和时间控制功能模块化,”苏尔写道,文森特Breton-Provencher博士后和研究生加布里埃尔·德拉蒙德在上个月发表的一篇文章前沿的神经回路。

这篇文章提供了丰富的证据从苏尔的集团和许多其他人一样,表明信用证可能感觉输入和内部集成来自大脑认知状态准确发挥NE-mediated影响影响行动节流NE的运动皮质和处理结果反馈奖励或惩罚节流NE前额叶皮层。

假设调查,小组已经开始使用210万美元,5年NIH 4月份授予。在这项研究中他们迷人的小鼠在学习任务却是由不同的音高和音调卷。在训练老鼠将学习,当一个音调高定位,压动杠杆将产生一个奖励和低声调语气时,正确的反应会不会推动以免它体验一个不愉快的空气。通过改变基调体积,实验者会有所不同确定小鼠可以正确地觉得他们听到了提示。

假设(通过初步数据证实)预测,在多个重要方面不重要,苏尔说。当鼠标听到提示音,如果距低LC将不通过神经元的干部运动皮层,反映出动物的相信杆不应把即将因为没有奖励。与此同时体积越低,不确定性的动物的决定。相反,一个高容量的语气将派遣更多的不高,反映了动物的确定性,推动杠杆,将产生一个奖励。

鼠标行为后,奇怪的反馈越多,越不会产生和发送通过一个不同的组的前额叶皮层,刺激更大的学习。例如,如果鼠标听到一个微弱的,高音调和小心翼翼地按下杆,导致的意外奖励将刺激强烈的不输出指示前额叶皮层,因为它的期望并不是很高。每当一只老鼠猜测错了,感觉空气膨胀,这将刺激最强的前额叶皮层不释放。这样的动态后,苏尔的团队观察到一致的性能变化对随后的审判。

“这是一个方式,去甲肾上腺素可以被认为是一个激励信号,但它也是,重要的是,在持续的函数学习的背景下信号,”苏尔说。“这既是执行信号和一个学习信号,这两个我们可以描述实际的定量关系。”

不仅团队将测量LC-NE神经元的活动,他们也会带他们在使用光遗传学(神经元可以控制光),这样他们就可以沉默或放大LC-NE输出显示做每个影响操作和学习。

理解信用证是如何工作的本质可能是有用的改善治疗某些疾病,苏尔说。潜在的治疗创伤后应激障碍,例如,不涉及阻尼感受性,但也促进睡意。更有原则和精确的治疗可以提高疗效和减少这些副作用,他说。

“希望是影响焦虑而不是让你昏昏欲睡,如果我们理解其背后的目标和理论,”苏尔说。“这是基础科学治疗疾病的希望让事情越来越具体,定义电路和功能系统的特异性是参与。”

此外LC是一个地区影响阿尔茨海默病早期,他说。寻址,损失以正确的方式可以帮助维持形式的学习和认知。