Der neuronale Schaltkreis Grundlage für das Motorische lernen Aufgaben, wenn myelination beeinträchtigt wurde, beleuchtete erstmals durch eine internationale Zusammenarbeit von Universität, Forschungs-teams. Sie ist es auch gelungen, im Ausgleich für die eingeschränkte Motorische Lernprozess durch die Kombination von geeigneten Maßnahmen mit dem Gehirn Foto-simulation zu fördern Synchronisierung von neuronalen Aktivitäten. Dies könnte dazu beitragen, zukünftige Behandlungen für neurologische und psychiatrische Erkrankungen, die in die weiße Substanz Funktion beeinträchtigt wird.
Die Forschung durchgeführt wurde, von Assistant Professor Daisuke Kato und Professor Hiroaki Wake (Universität Kobe Graduate School of Medicine, Japan), Professor Junichi Nabekura (National Institute of Physiological Sciences, Japan), Dr. R. Douglas Fields (National Institutes of Health, USA) und Professor Masanori Matsuzaki (Tokyo University Graduate School of Medicine, Japan).
Die Ergebnisse wurden zuerst veröffentlicht in der Zeitschrift Glia.
Myelin ist die Hülle, bildet sich um Axone, die die Geschwindigkeit von elektrischen Impulsen und effizient übertragung zwischen den Neuronen. Myelinisierten-bundles handeln, als Kabel zu verbinden weit entfernte Regionen des Gehirns. Einmal myelination beeinträchtigt werden oder das myelin beschädigt ist, die Ausbreitung von Impulsen in den Nervenzellen verlangsamt oder ist falsch reguliertes. Dies beeinträchtigt die Verordnung wurde im Zusammenhang mit abnormen Aktivität in neuronalen Populationen, was sich in Lern-Defizite und Alterung (insbesondere bei Demenz und Alzheimer). Die daraus resultierenden Veränderungen in der weißen Substanz beobachtet wurden, in der MRI-scans von Patienten mit Alzheimer-Krankheit. Es ist jedoch immer noch schlecht verstanden, wie genau beeinträchtigt myelination wirkt sich auf die Schaltung Eigenschaften des Gehirns, die wichtig sind für das lernen und die Wahrnehmung.
Diese Forschung zeigte, dass eine verminderte myelination bewirkt, dass unkoordinierte oder asynchrone elektrische impulsübertragung zwischen den Nervenzellen. Beeinträchtigt myelination wurde gezeigt, dass nachteilige Auswirkungen auf das Motorische lernen bei Mäusen, was darauf hindeutet, dass eine koordinierte übertragungen sind entscheidend für effektives lernen.
Die Bevölkerung Aktivität von Neuronen im primären motorischen Kortex von Mäusen mit myelin Beeinträchtigungen gemessen wurde, während ein motor-learning-Aktivitäten mit Hilfe von in vivo zwei-Photonen-Mikroskopie. Mäuse, die mit Kopfplatten wurden eingefügt in den Körper Kammern. Die Mäuse wurden ausgebildet, um zu ziehen und halten Sie den Hebel, der würde verzichten, Tropfen von Wasser. Das Verhalten der Maus beobachtet wurde, die durch Infrarot-video-Kamera. In den frühen Phasen der Ausbildung gab es keinen Unterschied in der Leistung zwischen myelin beeinträchtigt Mäusen und Kontroll-Mäusen. Jedoch, in der späteren Phase der Ausbildung, die das myelin beeinträchtigt Mäuse hatten eine niedrigere Erfolgsquote in der Durchführung der Aufgabe, obwohl die Anzahl der versuche war ähnlich. Obwohl dies legt nahe, Ihre motivation waren die gleichen, die myelin-Defizit machte es schwieriger für die Mäuse Ihre Leistung zu verbessern, diese Aufgabe. Es reduziert auch die Präzision Ihrer Bewegungen und erhöht den spontanen Aktivitäten der neuronalen population.
Durch die Analyse der Aktivität der Neuronen von myelin beeinträchtigt Mäuse zeigten Sie, dass die asynchrone Aktivität in der thalamocortical Axone korreliert mit Beeinträchtigung der Arbeitsleistung. Thalamocortical Axone sind Nervenfasern Anschluss des thalamus und der Großhirnrinde des Gehirns, die Nervenzellen “ Informationen. Elektrische stimulation des motorischen Kortex (output-Bereich) während Sie den Hebel ziehen, Aufgabe wurde verwendet, um zu fördern die synchrone Aktivität von Neuronen im motorischen Kortex und zu versuchen, einen Ausgleich für die Leistung der Mäuse. Dieses förderte die synchrone Aktivität in der thalamocortical Axone beim lernen und verbessert die Erfolgsrate der Mäuse mit myelin Beeinträchtigung.