ประชากรของเซลล์ประสาทที่ยิงร่วมกันนั้นเชื่อมโยงกับการเรียนรู้และความจำ
เมื่อตัวการ์ตูนได้ไอเดีย เว็บสล็อต คุณก็รู้ หลอดไฟส่องเหนือหัวของ Wile E. Coyote หรือ เสียง ดิงเมื่อกู๊ฟฟี่รวมสองและสองเข้าด้วยกัน
ในขณะที่หลอดไฟและเอฟเฟกต์เสียงเป็นเรื่องของการ์ตูน นักวิทยาศาสตร์สามารถรับชมการเรียนรู้จากการปฏิบัติจริงได้ในทางใดทางหนึ่ง ในการศึกษาครั้งใหม่ งานการเรียนรู้ในหนูเชื่อมโยงกับการเพิ่มขึ้นของรูปแบบกิจกรรมในกลุ่มเซลล์สมอง ผลลัพธ์อาจช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ระบุได้ว่าการเรียนรู้เป็นอย่างไรในระดับเซลล์ประสาท และให้เบาะแสเกี่ยวกับวิธีการสร้างความทรงจำ
ส่วนต่าง ๆ ของสมองสื่อสารกัน ถ่ายโอนข้อมูลจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งเพื่อการประมวลผลและการตีความ เซลล์สมองมาบรรจบกับเซลล์สมองที่การเชื่อมต่อที่เรียกว่าไซแนปส์ แต่การถ่ายโอนข้อมูลระหว่างพื้นที่มักใช้เซลล์ประสาทมากกว่าหนึ่งเซลล์ในการส่งสัญญาณโดดเดี่ยว
ต้องใช้การสั่นของเยื่อหุ้มสมอง – เครือข่ายของเซลล์สมองที่ส่งสัญญาณไฟฟ้าในคอนเสิร์ต – ซ้ำแล้วซ้ำอีกเพื่อส่งข้อความจากพื้นที่สมองหนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง การเปลี่ยนแปลงในสนามไฟฟ้าเพิ่มความน่าจะเป็นที่เซลล์ประสาทในประชากรจะยิง การสั่นของเยื่อหุ้มสมองเหล่านี้เหมือนกับการสวดมนต์ของฝูงชนจำนวนมาก ไม่ใช่ทุกเสียงที่ตะโกนพร้อมกัน บางคนอาจอยู่ข้างหน้าหรือข้างหลัง บางคนอาจกระซิบกระซาบ แต่คุณยังคงได้ยินคำว่า “USA! สหรัฐอเมริกา!”
การสั่นของเยื่อหุ้มสมองอาจเกิดขึ้นภายในพื้นที่สมองเดียว หรืออาจขยายจากพื้นที่หนึ่งไปยังอีกพื้นที่หนึ่ง Leslie Kay นักประสาทวิทยาจากมหาวิทยาลัยชิคาโกอธิบายว่า “การสั่นจะบอกคุณว่าส่วนอื่นของสมองจะ ‘เห็น’ อย่างไรเมื่อได้รับข้อมูลดังกล่าว เมื่อพื้นที่รับ ‘เห็น’ การสั่นที่เข้ามา ก็อาจประสานการยิงของประชากรเองเข้าด้วยกันในบทสวด Kei Igarashi นักประสาทวิทยาจาก Norwegian University of Science and Technology ในเมืองทรอนด์เฮมกล่าวว่า “รูปแบบการสั่นที่ซิงโครไนซ์ในพื้นที่สมองสองส่วนแยกกันทำหน้าที่สื่อสารระหว่างสองภูมิภาค
การสั่นของเยื่อหุ้มสมองพบได้ทั่วสมอง
พวกเขามีบทบาทในทุกสิ่งตั้งแต่การประสานงานของมอเตอร์ไปจนถึงอาการชักจนถึงการนอนหลับ พวกเขายังคิดว่าเกี่ยวข้องกับการเรียนรู้และความจำ
เพื่อตรวจสอบบทบาทของความผันผวนเหล่านี้ในการเรียนรู้ Igarashi และเพื่อนร่วมงานได้ฝึกหนูให้ทำงานง่ายๆ ถ้าหนูวางจมูกลงในรู มันจะได้รับตัวอย่างกลิ่น กลิ่นนั้นสอดคล้องกับสถานที่ที่พวกเขาสามารถหาของกินได้ ดังนั้นหากพวกเขาได้กลิ่น เช่น ไม้สน เม็ดน้ำตาลจะมีอยู่ในถ้วยด้านซ้าย ถ้าได้กลิ่นกล้วยก็อยู่ทางขวา หนูตะกละจะเชี่ยวชาญงานนี้อย่างรวดเร็ว หลังจากสามสัปดาห์ พวกเขาได้ถ้วยที่ถูกต้อง 85 เปอร์เซ็นต์ของเวลา
จากนั้นนักวิจัยได้ฝังอิเล็กโทรดเข้าไปในเยื่อหุ้มสมอง entorhinal cortex และฮิบโปแคมปัสของหนู ซึ่งเป็นสองส่วนที่สำคัญในการเรียนรู้และความจำ อิเล็กโทรดช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถเฝ้าดูกิจกรรมทางไฟฟ้าในพื้นที่เหล่านั้นในขณะที่หนูมีพฤติกรรม ขณะที่หนูสุ่มตัวอย่างสัญญาณกลิ่น ประชากรเซลล์สมองในบริเวณสมองทั้งสองส่วนแสดงการสั่นของไฟฟ้าที่เข้าคู่กัน
นักวิจัย รายงานวันที่ 5 มิถุนายนในNatureว่าการสั่นเหล่านี้พัฒนาขึ้นเมื่อหนูเรียนรู้งานด้านกลิ่น ผู้เขียนได้ทำการทดลองอีกครั้งกับหนูกลุ่มอื่น โดยวางอิเล็กโทรดก่อนที่สัตว์จะได้เรียนรู้งานนี้ ผู้เขียนสามารถสังเกตการสั่นที่มารวมกันและมีความสอดคล้องกันมากขึ้นเมื่อประสิทธิภาพของหนูดีขึ้น เมื่อหนูทำผิดพลาด การสั่นก็หายไป สอดคล้องกันน้อยกว่าการทดลองที่ดำเนินการอย่างสมบูรณ์ หากกลิ่นเปลี่ยนไป เช่น กลิ่นกุหลาบและพีชแทนต้นสนและกล้วย สมรรถภาพของหนูและการสั่นก็ลดลง แต่เมื่อหนูได้เรียนรู้ภารกิจใหม่ การสั่นก็กลับมา คราวนี้เกี่ยวข้องกับกลิ่นใหม่
Igarashi และเพื่อนร่วมงานของเขายังสามารถกำหนดตำแหน่งการสั่นให้กับเซลล์ประสาทเฉพาะในฮิบโปแคมปัสและเยื่อหุ้มสมองชั้นนอกได้อีกด้วย เซลล์บางเซลล์ในแต่ละพื้นที่ตอบสนองต่อกลิ่นหนึ่งโดยเฉพาะ และไม่ตอบสนองต่อกลิ่นอื่นๆ การตอบสนองที่เลือกได้หายไปเมื่อสัตว์ทำผิดพลาดและเกี่ยวข้องกับการพัฒนาการแกว่งไปมาระหว่างพื้นที่สมองทั้งสอง
ผลลัพธ์ที่ได้ Igarashi กล่าวแนะนำว่า entorhinal cortex และ hippocampus มีการประสานงานอย่างใกล้ชิดและมีประสิทธิภาพมากขึ้นในการสื่อสารหลังการเรียนรู้ ในขณะที่ผู้เขียนเฝ้าดูการแกว่งไปมา พวกเขากำลังเฝ้าดูการเรียนรู้เกิดขึ้น และด้วยการดูการสั่นที่เกิดขึ้นในสัตว์ที่ได้รับการฝึกฝน นักวิทยาศาสตร์สามารถสังเกตการเชื่อมโยงไปยังหน่วยความจำในการดำเนินการ
แต่การสั่นไม่จำเป็นต้องเป็น “ความทรงจำ” เสมอไป แม้ว่ารูปแบบการยิงจะสัมพันธ์กับผลการปฏิบัติงานที่ประสบความสำเร็จ แต่ก็อาจไม่ใช่สาเหตุหรือผลของการกระทำ การสั่นอาจทำหน้าที่ทำให้การเชื่อมต่อระหว่างเซลล์สมองในพื้นที่ทั้งสองแข็งแกร่งขึ้น หรืออาจเป็นผลข้างเคียงของกิจกรรมอื่นๆ ในการพิจารณาว่าการสั่นนั้นเป็นความทรงจำหรือไม่ นักวิทยาศาสตร์จะต้องหาวิธีกำจัดคอรัสเซลล์สมองเทียมโดยไม่กระทบต่อการทำงานอื่นๆ ซึ่งเป็นโอกาสที่ยาก เว็บสล็อต
