Малкият мозък играе решаваща роля в запазването на уменията и паметта

резюме: Ново изследване разкрива, че малкият мозък е важен за формирането на дългосрочна памет за двигателни умения, което го отличава от системите за краткосрочна памет. Пациентите с увреждане на малкия мозък показват нормално представяне на двигателни задачи за кратки интервали, но са били увредени с по-дълги интервали, което директно свързва малкия мозък с дългосрочната сензомоторна памет.

Тези констатации разрешават несъответствията в предишни проучвания и подчертават значението на забавянето във времето за разбиране на намаляването на двигателната памет при дегенерация на малкия мозък.

Основни факти

• Малкият мозък е от съществено значение за формирането на дългосрочни спомени за двигателни умения.
• Пациентите с увреждане на малкия мозък се справят по-добре при задачи с кратка продължителност, отколкото при задачи с дълга продължителност.
• Проучването съгласува несъответствията в предишни изследвания, като се фокусира върху пробните периоди.

източник: Харвард

Спомняте ли си името на вашия учител от втори клас или какво сте обядвали днес? Тези спомени може да са разделени от десетилетия, но и двете се считат за дългосрочни спомени.

Преди повече от половин век невролозите откриха, че увреждането на област от мозъка, наречена медиален темпорален лоб (MTL), причинява сериозно увреждане на дългосрочната декларативна памет – спомени за очевидни факти като имена и дати – но го остави много краткосрочен. Паметта е непокътната.

Пациентите с увреждане на MTL могат да подхванат и да продължат кратък разговор, но само след минута или две не могат да си спомнят разговора изобщо да се е състоял.

Но изненадващо, тези пациенти успяха да научат нови двигателни умения и да ги запазят в продължение на дни, месеци или дори по-дълго, което предполага, че увреждането на MTL има малък ефект върху паметта на двигателните умения.

И така, коя област от мозъка е отговорна за дългосрочните спомени за двигателни умения, като например каране на колело? Има ли различни области, където се формират краткосрочни и дългосрочни сензомоторни спомени? Изследователите се опитват да отговорят на тези въпроси от години.

Сега изследователи от Харвардското училище за инженерни и приложни науки Джон Полсън (SEAS) показаха, че точно като декларативните спомени, краткосрочните и дългосрочните спомени за двигателните умения се формират в различни области на мозъка, с малкия мозък. Той е от решаващо значение за формирането на дългосрочни спомени за умения.

Изследването е публикувано в Сборник на Националната академия на науките.

„Тази работа подобрява разбирането ни за ролята на малкия мозък в сензомоторното учене и посочва ролята на малкия мозък като врата към формирането на стабилни спомени за сензомоторни умения, до голяма степен независими от системите за краткосрочна памет“, каза Морис Смит. Гордън Маккей, професор по биоинженерство в SEAS и старши автор на изследването.

Изследователите отдавна знаят, че малкият мозък е важен за двигателното обучение, но ролята, която играе при формирането на краткосрочна и дългосрочна памет за умения, не е ясна. За да разберат връзката между малкия мозък и тези спомени, Смит и първият автор Алексис Хаджиосев, постдокторант в SEAS и Massachusetts General Hospital, черпят вдъхновение от привидно хаотичен набор от предишни открития за двигателното обучение при пациенти с увреждане на малкия мозък.

Въпреки че всички тези предишни проучвания са открили доказателства за нарушено сензомоторно обучение при индивиди с увреждане на малкия мозък, степента на това увреждане варира значително сред тях.

„Въпреки че това несъответствие може да се дължи на разлики в размера на щетите, точното им местоположение или разлики в видовете използвани задачи за двигателно обучение, ние имаме различна идея“, каза Смит.

Смит и Хагиосев смятат, че фините разлики във времето между експериментите – това, което те наричат ​​прозорец на паметта – могат да обяснят повечето от наблюдаваните несъответствия.

„Това би бил случаят, ако дългосрочната сензомоторна памет беше специално увредена от увреждане на малкия мозък, тъй като по-дългите прозорци на паметта биха увеличили зависимостта от увредената дългосрочна памет“, каза Хаджиосев.

Предизвикателството беше, че тези времеви интервали рядко се съобщават в публикувани статии. Частични изследователи, частични изследователи, Смит и Хагиосев проследиха подробни необработени данни от две от тези проучвания, от които успяха да определят интервали на изпитване за цялата последователност на опита за всички изследвани индивиди.

Изследователите открили, че и двете проучвания са имали сравнително кратка продължителност като цяло и са докладвали само незначителни нарушения на ученето при пациенти с тежко заболяване на малкия мозък в сравнение със здрави индивиди.

Това означава, че когато участниците са били помолени да изпълнят една и съща задача, да речем, пет пъти, само с няколко секунди между всяко повторение, пациентите с церебеларна дегенерация са се справили само малко по-зле от здравите индивиди.

Но като се задълбочиха в данните, Смит и Хагиосев откриха нещо интересно. Между опитите понякога имаше повече време, за да позволи на изследователския екип да се пренастрои или за участникът да направи кратка почивка.

„Когато проучихме тези разлики между изпитванията, открихме, че едни и същи пациенти, които са показали почти нормално представяне при техните опити с кратки интервали на обучение, са били значително влошени при техните опити с дълги интервали по време на една и съща сесия данните и от двете проучвания“, каза Хаджиусев.

След това екипът разгледа повече от дузина допълнителни проучвания, в които индивиди с церебеларна дегенерация изпълняват двигателни задачи, и откри, че проучвания, които използват по-голям брой посоки на движение в задачата – което може да увеличи времето между опитите в същата посока, които биха споделят сензомоторна памет – постигат по-добро увреждане на паметта в сравнение с тези с по-ниска склонност към движение.

„Тези констатации подчертават колко важно е времето за разбиране на влошаването на паметта при пациенти с церебеларна дегенерация и за разрешаване на несъответствието между изпитване и изследване при изучаване на ефектите от увреждане на малкия мозък върху сензомоторната способност за учене“, каза Смит.

„Нашето изследване обикновено включва проектиране на нови експериментални манипулации за получаване на нови набори от данни, които могат да осигурят представа за механизмите за учене и памет, но понякога само гледането на стари данни през правилната леща може да бъде по-ясно.“

Относно двигателната памет и новините от неврологичните изследвания

автор: Лия Бъроуз
източник: Харвард
комуникация: Лия Бъроуз – Харвард
изображение: Изображението е кредитирано на Neuroscience News

Оригинално търсене: Затворен достъп.
„Малкият мозък служи като аналог на медиалния темпорален лоб за сензорна памет„Написано от Алекс М. Хаджиосев и др. С хората

резюме

Малкият мозък служи като аналог на медиалния темпорален лоб за сензорна памет

Малкият мозък е от решаващо значение за сетивното обучение. Конкретният им принос обаче остава неясен.

Вдъхновени от класическата констатация, че за декларативните спомени структурите на медиалния темпорален лоб (MTL) осигуряват портал за формиране на дългосрочна памет, но не са необходими за краткосрочната памет, ние предположихме, че за сензомоторните спомени малкият мозък може да играе подобна роля .

Тук изследвахме сензомоторно обучение при индивиди с тежка атаксия поради дегенерация на малкия мозък.

Ние разчленяваме спомените, формирани по време на сензомоторно обучение, на краткотраен, променящ се във времето компонент, който се разпада бързо с времева константа от само 15 до 20 секунди и по този начин не може да доведе до дългосрочно запазване и дълготрайна временно стабилна памет. Съставка, която се задържа за 60 секунди или повече и води до дългосрочно задържане.

Поразително е, че ние откриваме, че тези индивиди показват значително ниски нива на временно персистираща сензомоторна памет, въпреки високите и дори повишени нива на временно персистираща сензомоторна памет.

По-специално, откриваме, че и двете увреждания систематично се влошават с продължителността на прозореца на паметта при по-кратки (25 s) прозорци на паметта.

Тази дисоциация разкрива уникална роля за малкия мозък като врата към формирането на дългосрочни, но не и краткосрочни сензомоторни спомени, отразяващи ролята на MTL в декларативните спомени.

По този начин той разкрива съществуването на различни невронни субстрати за краткосрочна и дългосрочна сензомоторна памет и обяснява както разликите между опитите, идентифицирани в това проучване, така и дългосрочните разлики между проучванията в церебеларните ефекти. Увреждане на сетивно-моторната способност за учене.