Juni 18, 2024

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Gehirnzellen könnten tatsächlich versuchen, im Schlaf die Zukunft vorherzusagen

Gehirnzellen könnten tatsächlich versuchen, im Schlaf die Zukunft vorherzusagen

Die Neuronen, die im Gedächtniszentrum des Gehirns feuern, während wir schlafen, sind möglicherweise nicht nur die Wiederholung vergangener Erfahrungen. Einer neuen Studie zufolge können sie auch in die Zukunft blicken und einer Tätigkeit nachgehen, die noch nicht stattgefunden hat.

Ein von Forschern der University of Michigan geleitetes Team analysierte die Gehirnwellenwerte von Mäusen während der Wach- und Schlafzeiten. Die Messungen wurden vor, während und nach der Begegnung der Tiere mit den Labyrinth-Herausforderungen durchgeführt, um die Präferenzen der Neuronen außerhalb des Labyrinths, beispielsweise während der Ruhezeiten, zu beurteilen.

„Wir sind dieser Herausforderung begegnet, indem wir die Aktivität jedes einzelnen Neurons mit der Aktivität aller anderen Neuronen in Beziehung gesetzt haben„,“ sagen Anästhesist Kamran Diba von der University of Michigan.

„Die Möglichkeit, neuronale Präferenzen auch ohne Reiz verfolgen zu können, war für uns ein wichtiger Durchbruch.“

Forscher haben eine neue Methode zur Analyse der neuronalen Aktivität entwickelt. (Kamran Diba)

Der neue Ansatz bedeutete, dass das Team zusätzlich zur Korrelation der physischen Räume im Labyrinth mit spezifischer neuronaler Aktivität in Echtzeit auch rückwärts arbeiten und die neuronale Aktivität auf Punkte im Labyrinth abbilden konnte, während die Mäuse schliefen.

Möglich wurde dies durch A Maschinelles Lernen Der Prozess, bei dem die Beziehungen von Neuronen zueinander bewertet werden, anstatt sie einzeln zu betrachten. Basierend auf dem Feuern von Neuronen während des Schlafs Dann wieder beim nächsten LabyrinthversuchDie Mäuse träumten nicht nur von den Orten im Labyrinth, die sie bereits besucht hatten, sondern arbeiteten auch an möglichen neuen Routen.

Dies sind wichtige Erkenntnisse der Studie Räumliche AnpassungDie Art und Weise, wie die Aktivität bestimmter Neuronen mit bestimmten Orten verknüpft ist. Diese Anpassung ist ein dynamischer Prozess, an dem offenbar das schlafende Gehirn beteiligt ist.

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Als die Mäuse nach dem Schlafen wieder in das Labyrinth zurückkehrten, war die während ihres Schlafes gemessene neuronale Aktivität einigermaßen prädiktiv für die neue Art und Weise, wie die Mäuse ihre Umgebung erkundeten. Die Übereinstimmungen waren nicht genau, aber sie waren nah genug, um auf einen Zusammenhang zwischen Träumen und zukünftigen Absichten hinzuweisen.

„Wir können sehen, dass diese anderen Veränderungen während des Schlafs stattfinden, und wenn wir die Tiere wieder in die Umgebung bringen, können wir überprüfen, ob diese Veränderungen tatsächlich etwas widerspiegeln, was wir gelernt haben, während die Tiere geschlafen haben.“ sagen Neurowissenschaftler Caleb Kemmerer von der Rice University in den Vereinigten Staaten.

„Es ist, als würde die zweite Exposition gegenüber dem Weltraum tatsächlich stattfinden, während das Tier schläft.“

Es ist erwiesen, dass Schlaf Es hilft uns, Erinnerungen zu schaffenObwohl diese Studie nur Mäuse untersuchte, ist es möglich, dass im menschlichen Gehirn etwas Ähnliches passiert: eine Art Training für zukünftige Abenteuer.

Was in unserem schlafenden Gehirn passiert, bleibt faszinierend – es beeinflusst alles, von der Art und Weise, wie wir lernen, bis hin zur Art und Weise, wie wir das Gehirn schützen – und diese neueste Studie liefert weitere Erkenntnisse.

„Es ist nicht unbedingt die einzige Aufgabe dieser Neuronen im Schlaf, die Erinnerung an das Erlebnis zu festigen.“ sagen Kemeri. „Es stellt sich heraus, dass einige Neuronen letztendlich etwas anderes tun.“

Die Forschung wurde veröffentlicht in Natur.