Nghiên cứu Y - Dược Thứ tư, ngày 28/7/2021

Các nhà khoa học thần kinh cho rằng vùng não locus coeruleus là vị trí then chốt của việc học

Từ lâu được coi là một hệ thống báo động chung, locus coeruleus thực sự có thể là một bộ điều chỉnh tinh vi về học tập và hành vi, theo một đánh giá mới.
Ảnh minh họa
Ảnh minh họa
Nhỏ và có vẻ chuyên biệt, vùng locus coeruleus (LC) của não đã được định hình cho việc xuất khẩu quá lớn của norepinephrine kích thích thần kinh kích thích. Trong một bài báo mới và với khoản tài trợ mới từ Viện Y tế Quốc gia, một phòng thí nghiệm khoa học thần kinh của MIT đang đưa ra trường hợp rằng LC không chỉ là một nút báo động mà còn có tác động nhiều mặt và sắc thái hơn đối với học tập, hành vi và sức khỏe tâm thần hơn là nó. 

Với đầu vào từ hơn 100 vùng não khác và khả năng kiểm soát tinh vi về vị trí và thời điểm nó gửi norepinephrine (NE), quần thể tế bào cực nhỏ đa dạng đáng kinh ngạc của LC có thể đại diện cho một cơ quan điều chỉnh quan trọng trong việc học hỏi từ phần thưởng và hình phạt, sau đó áp dụng kinh nghiệm đó Mriganka Sur, Giáo sư Khoa học Thần kinh Newton tại Viện Học tập và Trí nhớ Picower và Khoa Khoa học Não bộ và Nhận thức tại MIT, cho biết tối ưu hóa hành vi.

Sur viết: "Những gì trước đây được coi là một hạt nhân đồng nhất có ảnh hưởng toàn cầu, đồng nhất trên nhiều vùng mục tiêu đa dạng của nó, giờ đây được cho là một quần thể không đồng nhất của các tế bào giải phóng NE, có khả năng thể hiện cả mô đun không gian và thời gian chi phối các chức năng của nó". postdoc Vincent Breton-Provencher và nghiên cứu sinh Gabrielle Drummond trong một bài báo đánh giá được xuất bản tháng trước trên tạp chí Frontiers in Neural Circuits .

Bài báo đưa ra nhiều bằng chứng mới nổi từ nhóm của Sur và nhiều người khác, cho thấy rằng LC có thể tích hợp các đầu vào cảm giác và trạng thái nhận thức bên trong từ khắp não bộ để phát huy chính xác ảnh hưởng qua trung gian NE của nó để ảnh hưởng đến hành động - bằng cách điều chỉnh NE đến vỏ não vận động. - và xử lý phản hồi kết quả về phần thưởng hoặc hình phạt - bằng cách điều chỉnh NE đến vỏ não trước.

Để điều tra giả thuyết đó, nhóm đã bắt đầu làm việc với khoản tài trợ NIH 5 năm trị giá 2,1 triệu đô la được trao vào tháng Tư. Trong nghiên cứu này, họ đang lôi kéo những con chuột tham gia vào các nhiệm vụ học tập mà chúng được điều khiển bởi các âm có cao độ và âm lượng khác nhau. Qua quá trình huấn luyện, những con chuột sẽ học được rằng khi âm có âm vực cao, việc nhấn vào một đòn bẩy sẽ mang lại phần thưởng và khi âm thanh có âm vực thấp, phản ứng chính xác là không nhấn để tránh nó gặp phải một luồng khí khó chịu. Bằng cách thay đổi âm lượng âm thanh, những người thử nghiệm sẽ thay đổi mức độ chắc chắn mà những con chuột có thể cảm thấy rằng chúng đã nghe đúng tín hiệu.

Giả thuyết (được đưa ra bởi dữ liệu sơ bộ) dự đoán rằng NE sẽ quan trọng theo nhiều cách quan trọng, Sur nói. Khi con chuột nghe thấy âm báo, nếu âm độ thấp, LC sẽ gửi ít NE hơn thông qua một nhóm tế bào thần kinh đến vỏ não vận động, phản ánh niềm tin của con vật rằng không nên đẩy đòn bẩy vì sẽ không có phần thưởng nào sắp tới. Trong khi đó, âm lượng càng thấp, động vật càng ít chắc chắn hơn trong quyết định của mình. Ngược lại, âm lượng lớn sẽ tạo ra nhiều NE hơn, phản ánh sự chắc chắn của con vật rằng việc đẩy đòn bẩy sẽ tạo ra phần thưởng.

Sau khi chuột đã hành động, phản hồi càng ngạc nhiên, nó sẽ tạo ra nhiều NE hơn và gửi qua một nhóm riêng biệt đến vỏ não trước trán, kích thích khả năng học tập tốt hơn. Vì vậy, ví dụ: nếu con chuột nghe thấy âm thanh cao và yếu ớt và thận trọng nhấn cần gạt, sự ngạc nhiên của phần thưởng thu được sẽ kích thích sản lượng NE mạnh mẽ để hướng dẫn vỏ não trước vì kỳ vọng của nó không cao lắm. Bất cứ khi nào một con chuột đoán sai và cảm thấy một luồng không khí, điều đó sẽ kích thích sự giải phóng NE mạnh nhất đến vỏ não trước trán. Sau những động thái như vậy, nhóm của Sur đã quan sát thấy những thay đổi về hiệu suất nhất quán trong lần thử nghiệm tiếp theo.


Sur cho biết: “Đây là một cách mà norepinephrine có thể được coi là một tín hiệu kích thích, nhưng nó cũng quan trọng hơn, trong bối cảnh chức năng đang diễn ra, một tín hiệu học tập. "Nó vừa là tín hiệu thực thi vừa là tín hiệu học tập, vì cả hai, chúng ta có thể mô tả các mối quan hệ định lượng thực tế."

Nhóm không chỉ đo lường hoạt động của các tế bào thần kinh LC-NE, họ còn tiếp quản chúng bằng cách sử dụng di truyền quang học (trong đó các tế bào thần kinh có thể được điều khiển bằng ánh sáng), để chúng có thể im lặng hoặc khuếch đại đầu ra LC-NE để cho biết cách hoạt động mỗi ảnh hưởng đến hành động và học tập.

Sur cho biết: Hiểu được bản chất thực sự của cách LC hoạt động có thể hữu ích trong việc cải thiện phương pháp điều trị các chứng rối loạn nhất định. Ví dụ, một phương pháp điều trị tiềm năng cho PTSD liên quan đến việc giảm khả năng tiếp nhận NE, nhưng điều đó cũng thúc đẩy buồn ngủ. Ông nói, một phương pháp điều trị có nguyên tắc và chính xác hơn có thể cải thiện hiệu quả và giảm những tác dụng phụ đó.

Sur nói: “Hy vọng là sẽ ảnh hưởng đến sự lo lắng nhưng không làm bạn buồn ngủ, nếu chúng ta hiểu được các mục tiêu và lý thuyết đằng sau nó. "Đó là hy vọng của khoa học cơ bản để điều trị các rối loạn - để làm cho mọi thứ ngày càng cụ thể hơn, xác định các mạch và tính cụ thể của các chức năng mà một hệ thống có liên quan."

Hơn nữa, LC là khu vực sớm bị ảnh hưởng trong bệnh Alzheimer, ông nói. Giải quyết sự mất mát đó một cách đúng đắn có thể giúp duy trì các hình thức học tập và nhận thức.

Nguồn Viện Picower tại MIT
- Thuocbietduoc.com.vn cung cấp thông tin về hơn 30.000 loại thuốc theo toa, thuốc không kê đơn. - Các thông tin về thuốc trên Thuocbietduoc.com.vn cho mục đích tham khảo, tra cứu và không dành cho tư vấn y tế, chẩn đoán hoặc điều trị. - Khi dùng thuốc cần tuyệt đối tuân theo theo hướng dẫn của Bác sĩ
- Chúng tôi không chịu trách nhiệm về bất cứ hậu quả nào xảy ra do tự ý dùng thuốc dựa theo các thông tin trên Thuocbietduoc.com.vn
Thông tin Thuốc và Biệt Dược
- Giấy phép ICP số 235/GP-BC.
© Copyright Thuocbietduoc.com.vn
- Email: contact@thuocbietduoc.com.vn