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单细胞“计算机”有助于指导学习行为

神经系统有能力根据经验进行改变。这种可塑性被认为是记忆形成和检索的基础。个体神经元的可塑性如何影响学习行为是神经科学中一个基本的、未解之谜。在1月4日出版的《神经元》(Neuron)杂志上,耶鲁大学(Yale)的科学家们展示了在线虫线虫的一个神经元内,有两种可塑性机制在表达记忆。

秀丽隐杆线虫可以被训练得更喜欢温度,耶鲁大学的研究小组由神经科学家丹尼尔·科隆-拉莫斯(Daniel Colon-Ramos)和乔什·霍克(Josh Hawk)领导,他们研究了动物学习喜欢新温度时,细胞水平上发生了什么。他们发现蠕虫的一个感觉神经元可以整合两种可塑性机制来引导学习行为偏好。感觉适应允许神经元像指南针一样,告诉蠕虫它在温度梯度上的方向。突触前可塑性是一种“信息门”,它根据学习行为来控制温度信息是否传递给其他神经元,从而控制神经元的运动。这些机制共同创造了一个单细胞逻辑系统,解释了动物如何感知温度,并根据之前的记忆做出反应。

Colon-Ramos说:“我们的研究表明,每个神经元都能像一台电脑一样,整合可塑性机制,处理引发复杂行为的信息。”