موش‌های آزمایشگاهی «رقصنده» نشان می‌دهند که چگونه مغز یاد می‌گیرد، کامل می‌شود، سپس ناخودآگاه حرکتی ماهرانه انجام می‌دهد –

اکنون، یک محقق در دانشکده پزشکی دانشگاه مریلند (UMSOM) و همکارانش در دانشگاه هاروارد، در موش‌ها نشان داده‌اند که چگونه چندین ناحیه مغز باید با هم کار کنند تا مهارتی را به دست آورند و آن را به‌طور بی‌عیب و نقصی تکرار کنند و هر موش خصوصی خود را اضافه کند. استعداد در قالب یک “رقص”.

مطالعه آنها در 25 فوریه 2022 در منتشر شد پیشرفت علم.

استفن می‌گوید: “علاوه بر کنجکاوی اولیه ما برای فهمیدن اینکه مغز چگونه کار می‌کند و چگونه حرکات را یاد می‌گیریم، کار ما کاربردهای مستقیم زیادی دارد. درک شرایطی که مغزهای سالم تحت آن یاد می‌گیرند، نشان می‌دهد که افراد چگونه باید برای فعالیت‌های بسیار ماهر مانند برخی ورزش‌ها تمرین کنند.” ولف، دکترا، استادیار فارماکولوژی در دانشکده پزشکی دانشگاه مریلند. مهم‌تر از آن، امیدواریم روزی بینش‌های جمع‌آوری‌شده از این برنامه تحقیقاتی پایه به افراد مبتلا به آسیب مغزی یا بیماری‌هایی که بر حرکات تأثیر می‌گذارند کمک کند.»

تیم تحقیقاتی به موش‌ها آموزش می‌دهند تا چگونگی یادگیری و اجرای مهارت‌های جدید مغزشان را مطالعه کنند. در این آزمایش‌ها، موش‌ها یاد می‌گیرند که یک اهرم را به روشی خاص فشار دهند تا آب بنوشند.

دکتر ولف گفت: “در طول فرآیند یادگیری، آنها کمی رقص را توسعه می دهند و هر موش رقص مخصوص به خود را ارائه می دهد.” “بعد از اینکه آنها تکنیک خود را کامل کردند، آنها به انجام هر کاری که در هنگام یادگیری برای آنها مفید بود ادامه می دهند: یک حیوان دیوار را خراش می دهد، دیگری به پای آنها ضربه می زند و دیگری زبان خود را بیرون می آورد و همزمان اهرم را فشار می دهد.”

این رقص‌ها شبیه حرکات خرافی است که پارچ‌های بیسبال هر بار که برای به زمین زدن توپ انجام می‌دهند، مانند کشیدن لبه کلاه یا خاراندن روی شن‌ها با پای خود هستند.

در یک مطالعه قبلی، تیم نشان داد که وقتی محققان به قشر حرکتی – بخشی از خارجی‌ترین لایه مغز – آسیب می‌رسانند، موش‌ها نمی‌توانند رقص‌های کوچک خود را یاد بگیرند. با این حال، هنگامی که آنها رقص خود را برای اجرای این کار یاد گرفتند، می‌توانستند بدون این ناحیه مغز آن را به خوبی انجام دهند. در یک مطالعه متفاوت، محققان ناحیه دیگری از مغز را پیدا کردند که برای یادگیری این کار ضروری است – گانگلیون پایه، ناحیه ای در عمق مغز. این منطقه نیز در بیماری پارکینسون تحت تأثیر قرار می گیرد.

در جدیدترین مطالعه خود، محققان قطعات را کنار هم قرار دادند و از آنها پرسیدند که آیا قشر حرکتی به گانگلیون های پایه می آموزد که مهارت جدید را ایجاد کنند. آنها از ویروس ها برای قطع ارتباط بین دو ناحیه مغز استفاده کردند. همانطور که محققان انتظار داشتند، آنها دریافتند که بدون قشر حرکتی که به گانگلیون های پایه آموزش می دهد، موش ها دیگر نمی توانند هیچ یک از رقص های خود را توسعه دهند.

سپس محققان می‌خواستند ببینند آیا عقده‌های قاعده‌ای نیز با سایر نواحی مغز برای اجرای مهارت‌های آموخته شده کار می‌کنند یا خیر. آنها روی ناحیه دیگری در اعماق مغز تمرکز کردند که همچنین دارای اتصالات قوی به عقده های پایه است – تالاموس.

هنگامی که محققان اکنون با ابزار ویروسی خود، اتصال تالاموس به گانگلیون های پایه را مختل کردند، موش ها همچنان اهرم را فشار می دادند، اما آنها به طور کامل “رقص های آموخته شده” خود را از دست دادند. موش‌ها دوباره به اهرم فشار می‌آورند، درست مانند زمانی که برای اولین بار شروع به یادگیری این کار کردند. دکتر ولف توضیح داد که این حرکات ساده را می‌توان توسط سایر بخش‌های اساسی‌تر مغز، مانند ساقه مغز، ایجاد کرد.

این کار کمک می‌کند تا منطق نحوه عملکرد بخش‌های مختلف مغز با هم برای کنترل یادگیری و اجرای مهارت‌ها، اولین گام در جستجوی ما برای کمک به درمان بیماران مبتلا به اختلالات حرکتی مانند بیماری پارکینسون، و آسیب‌های ناشی از ضربه یا سکته مغزی را آشکار کند. “دین ای. آلبرت ریس، MD، PhD، MBA، معاون اجرایی امور پزشکی، UM بالتیمور، و استاد برجسته جان ز و آکیکو کی بورز در دانشکده پزشکی دانشگاه مریلند، گفت: “کنترل بخش‌های مغز”. .

سایر نویسندگان این مطالعه عبارتند از Raymond Ko، دکترا، و Bence Ölveczky، PhD، از دانشگاه هاروارد.

این مطالعه توسط مؤسسه ملی اختلالات عصبی و سکته مغزی (R01-NS099323-01, R01-NS105349)، یک فلوشیپ فوق دکتری سازمان زیست شناسی مولکولی اروپا (ALTF1561-2013) و یک فلوشیپ فوق دکتری برنامه علوم مرزی انسانی (L514/00) پشتیبانی شد. 2014).