Jede Maschine verfügt über ein Bedienfeld zur Steuerung verschiedener Funktionen, insbesondere des Ein- und Ausschaltmechanismus.
Haben Sie sich schon einmal gefragt, ob unser Gehirn auch eines hat, in dem man die Funktionen des Gehirns steuern kann?
Nun, neue Forschungsergebnisse deuten auf einen "molekularen Drehknopf" hin, der die elektrischen Signale im Gehirn beim Lernen und insbesondere beim Gedächtnis reguliert.
Dies könnte der Hauptschaltmechanismus sein, der die Behandlung von Nervenkrankheiten entscheidend verändern könnte.
Die von Michael Hoppa und seinem Team veröffentlichten Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass die Regulierung elektrischer Signale eine wichtige Rolle spielen könnte. In der Studie ging es um die Identifizierung von Molekülen, die das Signal regulieren.
DER GEDANKE HINTER DER FORSCHUNG
Synapsen sind die Verbindungsstellen, an denen die elektrischen Signale zwischen den Nervenzellen übertragen werden.
Diese elektrischen Signale werden vom Gehirn in chemische Neurotransmitter umgewandelt, die durch die synaptischen Lücken wandern. Das Team beschrieb, wie die Formen der elektrischen Signale das Funktionieren der Synapsen begünstigen.
Die Neuronen, die bei der Neurotransmission aktiviert werden, haben unterschiedliche Muster.
Diese Veränderungen in Form und Anzahl führen zu einer Verstärkung oder Schwächung der Synapsen (auch bekannt als synaptische Plastizität).
Wenn die Gehirnzellen an beiden Enden der Synapse kontinuierlich chemische Signale austauschen, kommt es zur Langzeitpotenzierung (LTP).
Diese LTP verbessert die Signalübertragung zwischen Zellen und Synapsen und führt auch zur Stärkung der Synapsen. Diese LTP ist die Grundlage für Lernen und Erinnerungen im Gehirn an einem Ort namens Hippocampus.
Die Forscher konzentrierten sich bei ihrer Studie auf das Hippocampus-Gebiet im Gehirn. Sie stellten fest, dass die Signale, die über die Synapse in diesem Bereich übertragen werden, analog sind.
Das Team entdeckte, dass die elektrischen Signale oder die "Spikes" in Form von analogen und nicht von digitalen Signalen geliefert wurden.
Diese Entdeckung ebnete ihnen den Weg zu einem besseren Verständnis des Mechanismus. Diese analogen Signale erleichterten es, die Stärke des Gehirnkreislaufs zu regulieren.
Das Molekül, das diese elektrischen Signale reguliert, wurde ebenfalls gefunden. Das Molekül Kvβ1 erweiterte die präsynaptische Wirkung.
Dieses Molekül reguliert nicht nur den Kaliumstrom, sondern hilft auch bei der Formung der elektrischen Signale.
Als sie zuvor das Experiment durchführten, schlossen sie das Kvβ1-Molekül bei den Mäusen aus. Bald zeigten die Ergebnisse eine gegenteilige Reaktion, es gab eine drastische Auswirkung auf den Schlaf- und Gedächtniszyklus der Mäuse.
Dies bestätigte die positive Wirkung des Moleküls in dem System.
Darüber hinaus haben sie herausgefunden, wie ein einzelner elektrischer Impuls mehrere Informationsbits transportieren kann, was eine bessere Kontrolle bei niederfrequenten Signalen ermöglicht.
Das bedeutet, dass unser Gehirn viel effizienter ist, als man sich vorstellen kann. Technisch gesehen führt unser Gehirn bei geringer elektrischer Signalisierung Supercomputeraufgaben aus.
Ihre Forschung ermöglichte die Messung der Spannung und der Neurotransmitter mit Hilfe von Licht, das wiederum die elektrischen Signale in den synaptischen Verbindungsstellen maß.
Dies veränderte die Perspektive und erweiterte den Umfang der Forschung auf dem Gebiet der molekularen Regulatoren, die eine wichtige Rolle bei der Gehirnaktivität spielen.
Diese Entdeckung ermöglicht einen völlig neuen Weg für die Pharmazie. Dies könnte zu neuen Medikamenten für Demenz oder Alzheimer führen.
Molekulare Regulatoren könnten der Schlüssel zur Nutzung der gesamten Gehirnkapazität sein. Viele neurologische Krankheiten könnten geheilt werden, wenn der richtige Weg für den Hirnstoffwechsel gefunden wird.
Wie man sagt, erschöpft das Lernen niemals den Geist, es ist eine Kraft, die die Welt verändern kann. Diese Entdeckung führt zweifelsohne zu einer ganz neuen Ebene des Lernens und der Kraft, diese beizubehalten.
Wenn Sie mehr über ihre Forschung erfahren möchten, lesen Sie die unten angegebene Referenz.
Hinweis :
In Ha Cho, Lauren C. Panzera, Morven Chin, Scott A. Alpizar, Genaro E. Olveda, Robert A. Hill, Michael B. Hoppa. Die Kaliumkanal-Untereinheit Kvβ1 dient als wichtiger Kontrollpunkt für die synaptische Fazilitation. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2020; 202000790
DOI: 10.1073/pnas.2000790117
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