Zdobywanie umiejętności poprzez działanie
Nabywanie rutyny obejmuje wstępny etap szybkich postępów, po którym następuje faza stopniowego nabywania umiejętności, a wreszcie proces staje się automatyczny. Uważa się, że obszarem mózgu, który uczestniczy w nabywaniu nowych umiejętności, jest prążkowie. Jako że nie znamy dokładnie mechanizmów neuronalnych tego procesu, w ramach projektu finansowanego przez UE "Neural mechanisms of action learning in mouse models" (NEUROACTION) prowadzono badania na myszach, aby poznać wzorzec aktywności mózgu podczas nabywania umiejętności ruchowych. Naukowcy korzystali z białek fluorescencyjnych w bezpośrednich i pośrednich sieciach neuronalnych prążkowia. Wyniki wskazują, że długotrwałym szkoleniom towarzyszy plastyczność sieci ściśle określonej części regionu mózgu: w grzbietowym prążkowiu. Ponadto stwierdzono zwiększony udziału układu glutaminergicznego w szlaku pośrednim na późnych etapach uczenia się. Glutaminian zwykle powoduje pobudzenie nerwów i nasila sygnały elektryczne. Zadaniem myszy było naciskanie dźwigni ze wzrastającą szybkością, aby uzyskać karmę w nagrodę. Przeprowadzono kilka wersji rutyny wraz z manipulacjami optogenetycznymi, aby zidentyfikować szlaki uczestniczące w uczeniu się lub wykonywaniu wyuczonych czynności. Naukowcy stwierdzili, że przed inhibicją lub stymulacją pośredniego lub bezpośredniego szlaku, uczestniczącego w inicjowaniu zestawu czynności. Jednakże po zainicjowaniu czynności inhibicja lub stymulacja pośredniego i bezpośredniego szlaku w prążkowiu przynosiła dwojakie efekty: automatyzację umiejętności i wytwarzanie nawyku. Ponadto poprzez stosowanie metody opracowanej do rejestrowania aktywności różnych typów komórek naukowcy stwierdzili, że różne neurony są aktywne w różnych fazach wykonywania czynności. Utrata zdolności do uczenia się nowych czynności jest znaczącym problemem w chorobie Parkinsona, pląsawicy Huntingtona i innych chorobach. Wyniki projektu NEUROACTION pomogą zrozumieć mechanizmy leżące u podłoża tych chorób zwyrodnieniowych układu nerwowego.
Słowa kluczowe
Działanie, umiejętności, uczenie się, prążkowie, neuronalny, aktywność mózgu, ruchowa, plastyczność, optogenetyka, szlaki, choroby zwyrodnieniowe układu nerwowego