איך לשחזר זיכרונות אבודים. חדשות הספרייה הטכנית בחינם

חדשות מדע וטכנולוגיה, חידוש באלקטרוניקה
ספריה טכנית בחינם / עדכון חדשות

איך לשחזר זיכרונות אבודים

07.06.2015

לרוב, כאשר הם מדברים על אמנזיה, הם מתכוונים למגוון האנטרוגרד או הרטרוגרדי שלו. קל להבחין ביניהם: אמנזיה אנטרוגרדית - הפרה של הזיכרון על מה שקרה לאחר הופעת המחלה; retrograde - פגיעה בזיכרון של מה שקרה לפני הופעת המחלה. שניהם יכולים לקרות לאדם עקב פגיעה מוחית, או עקב מתח חמור, או עקב מחלה נוירולוגית קשה (לדוגמה, תסמונת אלצהיימר). ברור שהסיבה הספציפית לאמנזיה היא שחלק מהנוירונים הקשורים לרישום ואחסון מידע, מסיבה כלשהי, מפסיקים לעבוד כמו שצריך. אבל מה מהות הבעיות הללו? חלקם (ורובם) מגינים על ההשערה שמידע פשוט אובד ממעגלים עצביים כך שלא ניתן לשחזרו. אחרים מאמינים שאנחנו מתמודדים כאן עם בעיית גישה, שהמידע עדיין נמצא במחסן המוח, אבל הוא נחסם, ואנחנו לא יכולים להגיע אליו.

ככל הנראה, השערת הגישה החסומה עדיין נכונה - תוצאות הניסויים של סוסומו טונגאווה ועובדי המעבדה שלו במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס מדברות לטובתה. טונגאווה עצמו קיבל את פרס נובל ב-1987 על גילוי העיקרון הגנטי של יצירת מגוון נוגדנים, אך לאחר מכן עבר למנגנוני זיכרון תאי. והנה הוא ועמיתיו זכו להצלחה יוצאת דופן. אז, למשל, רק בשנה שעברה הם פרסמו כמה מאמרים שבהם הם תיארו כיצד המוח זוכר את רצף האירועים וכיצד זיכרון העבודה מתוקן כאשר אנו מבינים פתאום שעשינו משהו לא בסדר. לבסוף, במאמר Nature שלהם בשנה שעברה, הם דיברו על תכנות מחדש של זיכרון רגשי: על ידי השפעה על נוירונים בהיפוקמפוס, החוקרים הצליחו להפוך זיכרונות רעים לטובים, פשוטו כמשמעו.

בשנת 2012 הצליחה הקבוצה של Tonegawa לאשר את קיומם של תאי אנגרם בהיפוקמפוס (אחד ממרכזי הזיכרון העיקריים). אנגרם מובנת כעקבה שהותיר גירוי; אם אנחנו מדברים על נוירונים, אז אות חוזר - צליל, ריח, סביבה מסוימת וכו' - אמור לעורר בהם כמה שינויים פיזיים וביוכימיים. אם לאחר מכן הגירוי חוזר על עצמו, אז ה"עקבות" מופעל, והתאים שבהם הוא נמצא יזכרו את כל הזיכרון מהזיכרון. במילים אחרות, נוירוני האנגרמה ("מפתח") שלנו אחראים על הגישה למידע המוקלט, וכדי שהם יעבדו בעצמם, עליהם להיות מושפעים מאות מפתח. אבל, בנוסף, תאים כאלה חייבים להיות מסוגלים איכשהו לשמר עקבות של גירויים. בפועל, זה אומר שיש לחזק סינפסות בין-תאיות בין תאי אנגרם: ככל שהם חזקים יותר, כך האות יעבור ביניהם בצורה מהימנה יותר, כך הנוירונים יזכרו גירוי מסוים יותר. עם זאת, עד לאחרונה, לא היו כאן אישורים ניסויים - אף אחד לא ידע אם שינויים ביוכימיים ספציפיים מתרחשים בפועל בנוירונים כאלה הקשורים לשינון של גירוי.

החוקרים השתמשו באותן שיטות של אופטוגנטיקה שאפשרו להם לאשר את עצם קיומם של תאי "מפתח" לפני כמה שנים. נזכיר כי המהות של האופטוגנטיקה היא שנוירון מציג חלבון רגיש לאור שיוצר תעלת יונים בקרום התא: אות אור פותח את התעלה, יונים מופצים מחדש משני צידי הממברנה, והנוירון או "נדלק" או "נרדם", תלוי מה צריך בחוויה מסוימת. ראשית, הם מצאו תאים בהיפוקמפוס של עכברים שהדליקו זיכרונות כשהם עצמם הופעלו על ידי אור. תאים אלו, כפי שכותבים מחברי העבודה במאמרם ב-Science, חיזקו באמת את הקשרים הבין-תאיים – במילים אחרות, הם יצרו יחד מתג עצבי, אשר, על אות, פתח גישה לגוש מידע מסוים. מגע בין תאי מוגבר אומר שהתא זקוק ליותר חלבונים המשרתים את הסינפסה, כלומר הכל נשען על תהליך הביוסינתזה של חלבונים. סינתזה בנוירונים כובתה עם אנטיביוטיקה, וזה נעשה מיד לאחר שהעכבר שינן משהו. הסינפסות במקרה זה נותרו שבריריות, והכי חשוב, העכבר לא הצליח לזכור דבר למחרת כאשר הוא נחשף לאותו גירוי שהיה פעיל במהלך האימון. התבררה אמנזיה רטרוגרדית של ממש - הזיכרון של מה שקרה לפני הטיפול האנטיביוטי נעלם, ואי אפשר היה לשחזר אותו בעזרת גירויים רגילים.

אבל אותם תאי אנגרם שהיו אמורים להגיב לגירוי מפתח ושתקו עקב סינפסות מוחלשות נשאו שינויים אופטוגנטיים. ועכשיו, אם הם הופעלו בעזרת דופק אור, אז חזר הזיכרון של החיות. אם נזרוק את הפרטים על תאי מתג מיוחדים, סינפסות וסינתזת חלבונים, מתברר שמדעי המוח שיקמו את הזיכרון בעזרת הבזק אור למוח.

אבל עדיין יש לשים את הדגש על נוירוני אנגרם, לא משנה כמה מוזר השם שלהם עשוי להיראות לשמיעה יוצאת דופן. בעבר, המעבדה של Tonegawa הצליחה להראות שלא רק תא אחד אחראי על הפעלת הזיכרון, אלא מעגל עצבי של כמה נוירונים כאלה. בהתבסס על הנתונים החדשים, החוקרים מציעים את הדיאגרמה הבאה של האופן שבו הזיכרון מאורגן במוחם של יונקים (ואולי, באופן כללי, ברוב בעלי החיים עם מערכת עצבים מרכזית). הנקודה העיקרית שלו היא שמבנים שונים אחראים על אחסון והפעלת הזיכרון - קבוצות של תאי אנגרם דואגות למעגלים עצביים אחרים המאחסנים גושי מידע, ובמובן מסוים ניתן להשוות נוירוני הפעלה לספרנים שמשאילים ספרים לפי דרישה. יתרה מכך, הקשר בין נוירוני הפעלה לנוירוני אחסון יכול להיות שונה, למשל, רשת מפעילה אחת יכולה לפעול על מספר יחידות זיכרון בו-זמנית, ועדיין יש לחקור כראוי קשרים ספציפיים בין אלה לאחרות.

כמובן שזה לא אומר שההידרדרות או אובדן הזיכרון נובעים רק מתקלות בתאי אנגרם, בעיות יכולות להתחיל גם ב"אחסון הראשי". עם זאת, מנקודת מבט מעשית, עדיין שימושי לדעת על אילו תאי עצב יש לפעול על מנת לשחזר זיכרונות שנשכחו מזמן, מכיוון שיכול להיות שהזיכרונות עצמם לא נעלמו, אתה רק צריך " להעיר" את התאים שאחראים עליהם.

<< חזרה: מערכת זיהוי מחוות המבוססת על גלי רדיו 60GHz 08.06.2015

>> קדימה: אנרגיה מהאוויר תטעין את הטלפון החכם 07.06.2015

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

קיומו של כלל אנטרופיה להסתבכות קוונטית הוכח 09.05.2024

מכניקת הקוונטים ממשיכה להדהים אותנו עם התופעות המסתוריות והתגליות הבלתי צפויות שלה. לאחרונה הציגו ברטוס רגולה ממרכז RIKEN למחשוב קוונטי ולודוביקו לאמי מאוניברסיטת אמסטרדם תגלית חדשה הנוגעת להסתבכות קוונטית והקשר שלה לאנטרופיה. להסתבכות קוונטית יש תפקיד חשוב במדע ובטכנולוגיה של מידע קוונטי מודרני. עם זאת, מורכבות המבנה שלו הופכת את ההבנה והניהול שלו למאתגרים. התגלית של רגולוס ולמי מראה שההסתבכות הקוונטית פועלת לפי כלל אנטרופיה דומה לזה של מערכות קלאסיות. תגלית זו פותחת נקודות מבט חדשות בתחום מדע וטכנולוגיה של מידע קוונטי, ומעמיקה את הבנתנו את ההסתבכות הקוונטית והקשר שלה לתרמודינמיקה. תוצאות המחקר מצביעות על אפשרות הפיכה של טרנספורמציות של הסתבכות, מה שיכול לפשט מאוד את השימוש בהן בטכנולוגיות קוונטיות שונות. פתיחת כלל חדש ... >>

מזגן מיני Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

הקיץ הוא זמן להירגעות ולנסיעות, אבל לעתים קרובות החום יכול להפוך את הזמן הזה לייסורים בלתי נסבלים. הכירו מוצר חדש מבית סוני - מזגן המיני Reon Pocket 5, המבטיח להפוך את הקיץ לנוח יותר עבור המשתמשים בו. סוני הציגה מכשיר ייחודי - המיני-מרכך Reon Pocket 5, המספק קירור הגוף בימים חמים. בעזרתו, המשתמשים יכולים ליהנות מקרירות בכל זמן ובכל מקום פשוט על ידי לענוד אותו על צווארם. מזגן מיני זה מצויד בהתאמה אוטומטית של מצבי פעולה, כמו גם בחיישני טמפרטורה ולחות. הודות לטכנולוגיות חדשניות, Reon Pocket 5 מתאים את פעולתו בהתאם לפעילות המשתמש ולתנאי הסביבה. משתמשים יכולים להתאים בקלות את הטמפרטורה באמצעות אפליקציה ייעודית לנייד המחוברת באמצעות Bluetooth. בנוסף, זמינים לנוחות חולצות טי ומכנסיים קצרים בעיצוב מיוחד, אליהם ניתן לחבר מזגן מיני. המכשיר יכול הו ... >>

אנרגיה מהחלל עבור ספינת הכוכבים 08.05.2024

ייצור אנרגיה סולארית בחלל הופך לאפשרי יותר עם כניסתן של טכנולוגיות חדשות ופיתוח תוכניות חלל. ראש הסטארט-אפ Virtus Solis שיתף את החזון שלו להשתמש בספינת הכוכבים של SpaceX כדי ליצור תחנות כוח מסלוליות המסוגלות להניע את כדור הארץ. הסטארט-אפ Virtus Solis חשף פרויקט שאפתני ליצירת תחנות כוח מסלוליות באמצעות ספינת הכוכבים של SpaceX. רעיון זה עשוי לשנות באופן משמעותי את תחום הפקת האנרגיה הסולארית, ולהפוך אותו לנגיש וזול יותר. ליבת התוכנית של הסטארט-אפ היא להפחית את עלות שיגור לוויינים לחלל באמצעות Starship. פריצת דרך טכנולוגית זו צפויה להפוך את ייצור אנרגיה סולארית בחלל לתחרותי יותר עם מקורות אנרגיה מסורתיים. Virtual Solis מתכננת לבנות פאנלים פוטו-וולטאיים גדולים במסלול, באמצעות Starship כדי לספק את הציוד הדרוש. עם זאת, אחד האתגרים המרכזיים ... >>

שיטה חדשה ליצירת סוללות חזקות 08.05.2024

עם התפתחות הטכנולוגיה והשימוש המתרחב באלקטרוניקה, נושא יצירת מקורות אנרגיה יעילים ובטוחים הופך להיות דחוף יותר ויותר. חוקרים מאוניברסיטת קווינסלנד חשפו גישה חדשה ליצירת סוללות מבוססות אבץ בעלות הספק גבוה שיכולות לשנות את הנוף של תעשיית האנרגיה. אחת הבעיות העיקריות של סוללות נטענות מסורתיות על בסיס מים הייתה המתח הנמוך שלהן, שהגביל את השימוש בהן במכשירים מודרניים. אבל הודות לשיטה חדשה שפותחה על ידי מדענים, החיסרון הזה התגבר בהצלחה. כחלק מהמחקר שלהם פנו מדענים לתרכובת אורגנית מיוחדת - קטכול. התברר שזהו רכיב חשוב שיכול לשפר את יציבות הסוללה ולהגביר את יעילותה. גישה זו הובילה לעלייה משמעותית במתח של סוללות אבץ-יון, מה שהופך אותן לתחרותיות יותר. לדברי מדענים, לסוללות כאלה יש מספר יתרונות. יש להם ב ... >>

תכולת אלכוהול של בירה חמה 07.05.2024

לבירה, כאחד המשקאות האלכוהוליים הנפוצים ביותר, יש טעם ייחודי משלה, שיכול להשתנות בהתאם לטמפרטורת הצריכה. מחקר חדש של צוות מדענים בינלאומי מצא כי לטמפרטורת הבירה יש השפעה משמעותית על תפיסת הטעם האלכוהולי. המחקר, בראשות מדען החומרים ליי ג'יאנג, מצא כי בטמפרטורות שונות, מולקולות אתנול ומים יוצרות סוגים שונים של אשכולות, מה שמשפיע על תפיסת הטעם האלכוהולי. בטמפרטורות נמוכות נוצרים יותר אשכולות דמויי פירמידה, מה שמפחית את החריפות של טעם ה"אתנול" וגורם למשקה להיות פחות אלכוהולי. להיפך, ככל שהטמפרטורה עולה, האשכולות הופכים דמויי שרשרת יותר, וכתוצאה מכך טעם אלכוהולי בולט יותר. זה מסביר מדוע הטעם של כמה משקאות אלכוהוליים, כגון באייג'יו, יכול להשתנות בהתאם לטמפרטורה. הנתונים שהתקבלו פותחים סיכויים חדשים ליצרני משקאות, ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

לייזר אקסיטון על חיידקים 28.08.2016

פיזיקאים מבריטניה וגרמניה פיתחו לייזר שפועל באמצעות חלבון ניאון ירוק שמקורו ב-E. coli (Escherichia coli) שונה.

בניגוד לרוב הלייזרים המשתמשים בפליטת מגורה, המתרחשת כאשר אלקטרון עובר מרמת אנרגיה גבוהה לנמוכה יותר, המכשיר המוצע על ידי מדענים שייך למחלקת האקציטון-פולאריטון.

במיקרו-מהודים שלו, המלאים בחלבון של חיידקים מהונדסים גנטית, נוצרים אקציטונים - מעין-חלקיקים מאלקטרונים וחורים, אשר, בשילוב עם פוטונים, הופכים לכמו-חלקיקים אחרים - פולריטונים. את האחרון ניתן למצוא במגוון רחב של מצבי אנרגיה, והחלבון הפלורסנטי הירוק מונע מאקסיטונים להכחיד לפני שהם הופכים לפולריטונים.

המכשיר פועל בטמפרטורת החדר ואינו מצריך שימוש בחומרים יקרים, בפרט חומרים אורגניים או אורגניים יקרים. הלייזר שנוצר על ידי מדענים יכול לשמש בתקשורת אופטית ובמדידות דיוק.

ראה מלא ארכיון של חדשות מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר