Uued uuringud näitavad, et multisensoorne õppimine parandab mälu!

Hiljuti uurisid Zeynep Okray ja Scott Waddelli meeskond Drosophilas, kuidas multisensoorne õpe parandab objektide tuvastamist ja mälu jõudlust. Katsetes on leitud, et värvide ja lõhnade kombineerimine võib parandada mälu jõudlust ning multisensoorne õppimine suurendab visuaalset ja haistmismälu, mis on vajalik seenekeha Kenyoni rakud (seene keha Kenyoni rakud, KC-d), muutes võimalikuks ristmodaalse sidumise (Cross-modaalne sidumine).

Mälu parandamiseks klõpsake tubulosa kapslite lugemiseks

See engrami laiendus parandab mälu jõudlust pärast multisensoorset õppimist ja võimaldab üksikutel sensoorsetel funktsioonidel hankida mälestusi multimodaalsetest kogemustest.

Nende tulemus "Multisensoorne õppimine seob neuroneid ristmodaalseks mäluengrammiks" avaldati ajakirja Nature viimases numbris.

Bioloogiline elu on täis multisensoorseid kogemusi ja multisensoorne õppimine võib parandada mälu, sealhulgas ühe meele parandamist. Uuringud on näidanud, et erinevates ajupiirkondades asuvad rakud reageerivad mitmesugustele sensoorsetele näpunäidetele. Drosophilas kodeerib dopamiin väärtuslikke spetsiifilisi mälestusi, inhibeerides aktiivsete KC-de dendriite ja allavoolu MB (seene keha) väljundneuroniid. Praegu jääb ebaselgeks, kuidas multisensoorne õppimine nihutab neuroneid selektiivselt multimodaalsele ja kuidas see protsess suurendab multisensoorset ja monosensoorset mälu jõudlust.

Multisensoorne õpe võib parandada mälu

Esitades samaaegselt värvi ja lõhna haistmis-T-labürindis, leidsid autorid, et värvi- ja lõhnatreeningu kombineerimine võib oluliselt suurendada multisensoorse õppimise mäluefekti ning värvi ja lõhna õppimissuhe on mälu parandamiseks ülioluline. Multisensoorsed treeningud parandasid üksikute värvi- ja lõhnamälu komponentide mälu jõudlust ning jõudlust parandati veelgi, kasutades treeningu ja testimise ajal multisensoorseid stiimuleid.

Samuti leidsid autorid, et värvi ja lõhna interaktiivne suhe on multisensoorses õppimises oluline. Lisaks vihjasid katsed ka äädikakärbeste võimele värve eristada, kuid oma osa mängisid ka toon ja heledus.

Visuaalne KC on vajalik lõhna taastamiseks ja neuronid omandavad ristmodaalse aktivatsiooni

Selles uuringus kasutasid autorid kahe fotoni funktsionaalse pildistamise ja pinge kuvamise tehnikaid, et testida otseselt d KC-des õpitud lõhna tekitatud reaktsioone. Autorid tegid võrdlusi pärast multisensoorset, ühe sensoorset ja paaritu treeningut ning leidsid, et CS pluss lõhn kutsus pärast multisensoorset treeningut esile olulise d KC aksonite depolarisatsiooni reaktsiooni 5 sektsioonis.

Lisaks põhjendasid autorid, et dopamiinergilised tasu õpetamise signaalid laiendavad CS pluss lõhna ergastamist ja CS pluss värviergatust -KC ansamblis, värbades 5 segmenti d KC aksoneid, mida aktiveerib lõhn ja m värv. Autorid testisid ka aksonite värbamismudelit ja leidsid, et aversiivne õppimine võimaldab kõigil 1-st allavoolu asuvatel aksoni segmentidel vastastikuses režiimis tulistada, kuid tasu õppimine muudab peamiselt CS-i pluss 4 ja 5 segmendis vallandamist.

Need leiud annavad uue selgituse multisensoorse õppimise mälumehhanismi kohta ja näitavad ka d KC aksonite olulist rolli pärast multisensoorset õppimist.

Engrami laiendus hõlbustab uut õppimist

Autorid uurisid, kas CS pluss lõhna esituse laiendamine d aksonite teatud osadele pärast multisensoorset koolitust hõlbustab hilisemat õppimist samade lõhnadega. Katsetes kasutatakse kärbeste multisensoorset koolitust ja ühe sensoorse lõhnapreemia või lõhnakaristuse õpet. Tulemused näitasid, et multisensoorne aversiivne koolitus tõhustas märkimisväärselt järgnevat lõhnaõpet, kuid mitte aversiivset lõhnaõpet. Seega saab järgmisesse CS pluss lõhnamälupaketti lisada CS pluss lõhna esituse multisensoorsed treeninglaiendid, kui d aksonaalsed segmendid on korralikult aktiveeritud.

DPM neuronid ühendavad KC sensoorseid vooge

Autorid jätkasid kärbeste haistmisõppe aluseks olevate närviahelate uurimist, pöörates erilist tähelepanu sellele, kuidas haistmisinformatsiooni ajus töödeldakse ja talletatakse. Nad leidsid rakutüübi nimega DPM (dorsaalne paaritud mediaalne) neuron, mis ühendab kahte erinevat haistmisneuronit, viies need samasse närviringi. Seda tüüpi neuronid mängivad multisensoorses õppimises olulist rolli, aidates seostada haistmis- ja visuaalset teavet keerukamate mälestuste moodustamiseks.

Autorid kasutasid mitmeid katseid, et paljastada, kuidas DPM-i neuronid aitavad kaasa haistmismälude tekkele ja kuidas nad selle eesmärgi saavutamiseks teiste neuronitega suhtlevad.

Järeldus

See uuring tuvastab Drosophila neuraalse mehhanismi, mis suurendab mälu jõudlust multisensoorse õppimise kaudu. See mehhanism saavutatakse lõhna- ja värviteabe kombineerimisega DPM neuronite kaudu. See uuring heidab uut valgust meie arusaamale hipokampusega seotud mustritest kärbestes ja paljastab hallutsinogeensete ravimite sihtmärgid multisensoorsete integratsioonihäirete korral.

Kuidas Cistanche mälu parandab?

Cistanche on ravimtaim, mida on Hiina meditsiinis traditsiooniliselt kasutatud mälu ja kognitiivse funktsiooni parandamiseks. Selle mälu parandava toime mehhanism pole täielikult mõistetav, kuid arvatakse, et see toimib mitmel viisil.

Esiteks sisaldab Cistanche ühendite rühma, mida nimetatakse fenüületanoidglükosiidideks (PhG), millel on näidatud neuroprotektiivne toime. Need ühendid aitavad kaitsta närvirakke oksüdatiivse stressi ja põletiku põhjustatud kahjustuste eest, mis võivad põhjustada mälukaotust ja kognitiivset langust.

Teiseks on leitud, et Cistanche suurendab atsetüülkoliini taset, neurotransmitterit, mis mängib õppimises ja mälus kriitilist rolli. Atsetüülkoliin osaleb uute mälestuste moodustamises ja vanade taastamises. Atsetüülkoliini taset tõstes võib Cistanche aidata parandada mälu ja kognitiivseid funktsioone.

Lõpuks sisaldab Cistanche polüsahhariide, millel on leitud olevat immuunsust tugevdav toime. Immuunsüsteemi funktsiooni tugevdades võivad need polüsahhariidid aidata kaitsta vanusega seotud kognitiivsete funktsioonide languse ja mälukaotuse eest.

Üldiselt on Cistanche mälu parandav toime tõenäoliselt tingitud selle võimest kaitsta närvirakke, tõsta atsetüülkoliini taset ja tugevdada immuunfunktsiooni.