Новые нейроны взрослого мозга участвуют в сенсорном обучении

Хотя мы уже несколько лет знаем, что взрослый мозг может производить новые нейроны, многие вопросы о свойствах, полученных этими взрослыми нейронами, остаются без ответа. Какие преимущества они могут предложить, которые не предлагаются нейронами, генерируемыми вскоре после рождения?

Ученые из Institut Pasteur и CNRS продемонстрировали, что новые нейроны, произведенные у взрослых, реагируют преимущественно на связанные с вознаграждением сенсорные стимулы и помогают ускорить связь между сенсорной информацией и вознаграждением.

Поэтому взрослые нейроны играют важную роль как в идентификации сенсорного стимула, так и в положительной ценности, связанной с этим чувственным опытом. Нейроны, сгенерированные вскоре после рождения, неспособны выполнить эту функцию. Эти результаты опубликованы в журнале PNAS.

Хотя большинство нейронов генерируются во время эмбриогенеза, некоторые области мозга у млекопитающих способны восстанавливать свои нейроны во взрослой жизни. Было доказано существование этих взрослых нейронов, но многие вопросы об их функционировании и способе интеграции в целевые районы остаются без ответа.

Исследования, проведенные командой «Восприятие и память» (Institut Pasteur / CNRS) под руководством Пьер-Мари Лледо, директора по исследованиям CNRS, недавно показали особую роль этих нейронов, произведенных во взрослой мозге. Это исследование демонстрирует, что назначение положительных значений сенсорным переживаниям тесно связано с активностью взрослых нейронов, а не с нейронами, образованными вскоре после рождения. Именно эти новые нейроны могут позволить индивидам предвидеть возможность получения вознаграждения за выполнения определенных действий.

Ученые сосредоточились на производстве новых нейронов у взрослых мышей, в частности тех нейронов, которые интегрируются в обонятельную луковицу, область мозга, ответственную за анализ запахов. Считается, что эти новые нейроны играют важную роль в обеспечении гибкости для обучения и запоминания обонятельных чувственных переживаний.

Ученые из Института Пастера и CNRS отметили, что новые нейроны способны реагировать по-разному на запах в зависимости от последствий, связанных с сенсорным опытом, например, будет ли получено вознаграждение или нет. Они также продемонстрировали, что обонятельное обучение, в котором мышам приходилось ассоциировать запах с положительным подкреплением, стало возникать легче после активации новых нейронов.

В целом, это исследование показывает, что взрослые нейроны вовлечены в процесс, связанный с сенсорными стимулами, а не только с определением характера данного сенсорного стимула. Это демонстрирует, что обучение, основанное на вознаграждении, во многом зависит от взрослого нейрогенеза.

Полученные данные могут улучшить наше понимание роли новых нейронов во взрослом гиппокампе в процессах ассоциативного обучения.

Больше информации: Anne Grelat et al, Adult-born neurons boost odor–reward association, Proceedings of the National Academy of Sciences (2018). DOI: 10.1073/pnas.1716400115