Regelbunden gjutning i hjärnan

Hjärnan organiserar gjutning för olika celler
Under årtionden har neurovetenskapare frågat hur hjärnan kan lära sig nya uppgifter om och om igen utan att någonsin behöva växa under livet. Det finns belägg för att antalet hjärnceller - till exempel nervcellerna och gliaceller - ökar från början när vi lär oss, men många senare kasseras eller tilldelas andra roller. Forskare från Tyskland och Sverige presenterar denna teori i tidskriften Trends in Cognitive Sciences.

"Volymen av hjärnan ökar under de första stadierna av lärande och sedan normaliseras för att delvis eller helt", säger huvudförfattaren Elisabeth Wenger, en hjärnforskare vid Max Planck-institutet för mänsklig utveckling i Berlin. "Det verkar vara effektivt, först utforska möjligheterna att prova olika strukturer och celltyper, välja det bästa och ta bort dem som inte längre behövs."

Hjärnan organiserar gjutning. (Bild: denisismagilov / fotolia.com)

Den beskriver hjärnceller bildligt som skådespelare, deltar i en gjutning för en film vars chef är hjärnan: Hjärnan inbjuder olika kandidater genom att producera nya celler och detta orsakar makroskopiskt igenkännbar volymtillväxt. Hjärnan försöker sedan olika funktioner - för att se vilka celler som är bäst vid lagring eller delning av informationen. dessa hålls sedan. De andra kandidaterna avvisas eller ges andra roller.

Som en indikation på en sådan mekanism citerar forskarna en studie där högerhände lärde sig att skriva och rita med sina vänstra händer. Efter en månad hade hennes hjärnvolym ökat, men tre veckor senare var det nästan normalt tillbaka. Forskare gjorde liknande observationer i andra studier, där till exempel apor lärde sig att använda en rake att mata eller råttor lärde sig att skilja ljud.

Fenomen känt från djurstudier
Wenger och hennes medförfattare Claudio Brozzoli, Ulman Linden och Martin Lövdén var förvånad över hur ofta fenomenet hjärnan expansion och -renormalisierung har redan visat sig i djurstudier och anta att det också gäller för mänskliga hjärnor. "Vi är definitivt inte de första som föreslår eller ens upptäcker expansions- och renormaliseringsmodellen", säger Wenger. "Men vi är de som får modellen i samband med volymförändringar i mänsklig grå materia för första gången."

Forskare tror att denna teori bör påverka hur forskare bedriver hjärnstudier. "Det har nu blivit klart att det är just den tidigare typiska studiedesign med två tidpunkter är inte lämplig för att fånga den fulla omfattningen av förändringar som sker", säger Wenger. "Denna teori kräver användning av studieutformningar med ett högre antal mättider för att fullt ut representera förändringar i hjärnvolymen."

Detta arbete stöddes av Max Planck Society, Europeiska forskningsrådet, Vetenskapsrådet, Europeiska forskningsinstitutet i Florens och Agence National de la Recherche. Originalverk. Wenger, E., Brozzoli, C, Lindenberger, U., & Lövdén, M. (2017), expansion och renormalisering av human hjärnstrukturen under skicklighet förvärv Trends in Cognitive Sciences, 21 (12) 930-939