19:29 2023-03-27
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Știința creierului păsărilor mici cu amintiri uimitoare
_ Știința creierului păsărilor mici cu amintiri uimitoare
Nașii cu căciulă neagră au o abilitate incredibilă de a-și aminti unde au stocat mâncare în mediul lor. De asemenea, sunt mici, rapizi și capabili să zboare.
Așadar, cum poate un neuroștiință interesat de amintirile lor să efectueze studii asupra creierului lor? Dmitriy Aronov, Ph.D., neurolog la Institutul Zuckerman Mind Brain Behavior de la Universitatea Columbia, l-a vizitat recent pe Duke pentru a vorbi despre memoria puiului și despre aspectele practice ale studierii păsărilor sălbatice într-un laborator.
Black-capped. păsările, ca multe alte specii de păsări, depozitează adesea hrana în locuri ascunse, cum ar fi crăpăturile copacilor. Acest comportament se numește caching, iar capacitatea de a ascunde mâncarea în zeci de locuri și apoi de a o muta ulterior reprezintă o impresionantă ispravă a memoriei. „Păsarea nu poate experimenta acest eveniment care se întâmplă din nou și din nou”, spune Aronov. Trebuie să formeze instantaneu o memorie în timp ce păstrează în cache mâncarea, un proces care se bazează pe memoria episodică. Memoria episodică implică reamintirea unor experiențe specifice din trecut, iar naicile cu căciulă neagră sunt „campioni ai memoriei episodice”.
Ei trebuie să-și amintească nu doar locația hranei stocate în cache, ci și alte caracteristici ale fiecărei ascunzări. și adesea au doar câteva momente pentru a memora toate acele informații înainte de a trece mai departe. Potrivit lui Aronov, se știe că păsările individuale păstrează în cache până la 5.000 de alimente pe zi! Dar cum o fac?
Gaicile, ca și oamenii, se bazează pe hipocampul creierului pentru a forma amintiri episodice, iar hipocampul este considerabil mai mare la păsările care păstrează hrana decât la păsările de dimensiuni similare care nu sunt. cunoscut pentru păstrarea în cache a alimentelor. Aronov și echipa sa au vrut să investigheze modul în care activitatea neuronală reprezintă formarea și regăsirea amintirilor episodice la năicile cu cap negru.
Pasul unu: găsiți o modalitate creativă de a studia păstrarea în cache a alimentelor într-un cadru de laborator. Marissa Applegate, o studentă absolventă în laboratorul lui Aronov, a ajutat la proiectarea unei arene de stocare în cache „optimizată pentru ergonomia chickadee”, spune Aronov. Arene includeau crăpături acoperite de clape opace pe care puii le puteau deschide cu degetele de la picioare sau ciocul și puteau păstra hrana în cache. Naicii nu aveau nevoie de nici un antrenament special pentru a păstra hrana în arena, spune Aronov. Ei explorează în mod natural crăpăturile și păstrează surplusul de hrană în interior.
Odată ce clapeta s-a închis peste o bucată de hrană păstrată în cache (semințe de floarea soarelui), pasărea nu mai putea vedea înăuntru — dar podeaua fiecărei crăpături era transparentă și o cameră îndreptată de dedesubt către arenă le-a permis oamenilor de știință să vadă exact unde păsările păstrau în cache semințele. Între timp, un microdrive atașat la capetele mici ale păsărilor și conectat la un cablu a permis monitorizarea în direct a activității creierului lor, la scara neuronilor individuali.
Printr-o serie de experimente, Aronov și echipa sa au descoperit că „actul de cache are un efect profund asupra activității hipocampului”, unii neuroni devenind mai activi în timpul stocării în cache, iar alții fiind suprimați. Aproximativ 35% la sută dintre neuronii care sunt activi în timpul stocării în cache sunt în mod constant fie îmbunătățiți, fie suprimați în timpul stocării în cache, indiferent de locul pe care îl vizitează o pasăre. Dar restul de 65% din variație este specifică site-ului: „fiecare cache este reprezentată de un model unic al acestei activități în exces în hipocamp”, un model care este valabil chiar și atunci când două locuri sunt la doar cinci centimetri unul de celălalt – suficient de aproape pentru o pasăre. a ajunge de la unul la altul.
Gaiele ar putea ascunde mâncarea în oricare dintre site-uri pentru a fi recuperată în viitor. Perioada de întârziere dintre faza de păstrare în cache (când puii puteau stoca surplusul de hrană în locurile cache) și faza de recuperare (când puii au fost plasați înapoi în arenă și li s-a permis să recupereze alimente pe care le-au păstrat în cache mai devreme) a variat de la câteva minute la o oră. . Când o pasăre s-a întors într-o cache pentru a recupera hrana, același tipar de activitate neuronală asemănător unui cod de bare a reapărut în creierul său. Acest model „reprezintă o anumită experiență din viața unei păsări” care este apoi „reactivată” mai târziu.
Aronov a spus că, pe lângă păstrarea în cache și recuperarea hranei, păsările „verifică” adesea locurile de stocare în cache, atât înainte și după depozitarea alimentelor în ele. Desigur, de îndată ce o pasăre deschide una dintre clapete, poate vedea dacă există sau nu mâncare înăuntru. Prin urmare, măsurarea activității creierului unei păsări după ce aceasta a ridicat un clapetă face imposibil de a spune dacă orice modificări ale activității creierului atunci când verifică un loc se datorează memoriei sau doar vederii. Așa că cercetătorii s-au uitat în mod specific la activitatea neuronală atunci când pasărea a atins pentru prima dată o clapă - înainte de a avea timp să o deschidă și să vadă ce era înăuntru. Acea activitate a creierului, după cum se dovedește, începe să se schimbe cu sute de milisecunde înainte ca pasărea să poată vedea cu adevărat hrana, o descoperire care oferă dovezi puternice pentru memorie.
Dar când puii au verificat cachele goale? Făceau o eroare de memorie sau verificau în mod intenționat un site gol – chiar știind că era gol – din propriile lor motive misterioase? Pe bază de încercare cu încercare, este imposibil de știut, dar „statistic, trebuie să invocăm memoria pentru a le explica comportamentul”, a spus el.
Un singur moment de memorare în cache, spune Aronov, este suficient pentru a crea un model nou, durabil și specific site-ului. Implicațiile acestui lucru sunt uimitoare. Nașii pot stoca mii de momente în mii de locații și apoi pot recupera acele amintiri după bunul plac ori de câte ori au nevoie de hrană suplimentară.
Încă nu este clar cum funcționează procesul de recuperare. Din studiul lui Aronov, știm că năicile pot reactiva tiparele de activitate ale creierului specifice locului atunci când își văd una dintre cache-urile lor (chiar și atunci când nu au văzut încă ce se află înăuntru). Dar să presupunem că un naicat a depozitat o sămânță în scoarța unui anumit copac. Are nevoie să vadă acel arbore pentru a-și aminti site-ul cache de acolo? Sau poate să-și desfășoare treburile de cealaltă parte a pădurii, să decidă brusc că îi este foame de o sămânță și apoi să vizualizeze locația celui mai apropiat cache fără a fi acolo? Oamenii de știință nu sunt siguri.
Comentarii:
Adauga Comentariu