Practica repetitivă îmbunătățește memoria de lucru și modifică căile cerebrale

Un nou studiu realizat de UCLA Health a descoperit că practica repetată nu numai că ajută la îmbunătățirea abilităților, dar duce și la schimbări semnificative în căile de memorie ale creierului.

Studiul, publicat în revista Nature și realizat în colaborare cu Universitatea Rockefeller, a urmărit să descopere modul în care capacitatea creierului de a stoca și procesa informații, cunoscută sub numele de memorie de lucru, este îmbunătățită prin antrenament.

Pentru a testa acest lucru, cercetătorii au cerut șoarecilor să identifice și să-și amintească o secvență de mirosuri pe parcursul a două săptămâni. Cercetătorii au monitorizat activitatea neuronală a animalelor în timp ce efectuau sarcina, folosind un microscop nou, construit special, pentru a imagistica activitatea celulară a până la 73.000 de neuroni simultan în întregul cortex.

Studiul a descoperit modificări ale circuitelor memoriei de lucru situate în cortexul motor secundar pe măsură ce șoarecii repetau sarcina în timp. Când șoarecii au început să învețe sarcina, reprezentările memoriei erau instabile. Dar, după practicarea repetată a sarcinii, tiparele de memorie au început să se stabilizeze sau să se „cristalizeze”, a declarat autorul principal și neurologul UCLA Health, Dr. Peyman Golshani.

Efectul inhibării optogenetice asupra performanței sarcinii de memorie de lucru (ML).
A. Configurația experimentală.
B. Tipuri de încercări într-o sarcină de ML cu asociere întârziată; lingerile au fost evaluate în timpul perioadei de alegere de 3 secunde, cu perioadele de întârziere timpurii și târzii marcate.
C. Progresul învățării pe parcursul a opt sesiuni, măsurat prin procentul de răspunsuri corecte.
D. Exemplu de sesiune de antrenament, cu lingerile marcate.
E. Efectul fotoinhibiției asupra performanței sarcinii în diferite epoci (a patra secundă a perioadei de întârziere, P = 0,009; a cincea secundă a perioadei de întârziere, P = 0,005; al doilea miros, P = 0,0004; prima secundă a perioadei de alegere, P = 0,0001). Analiza statistică a fost efectuată utilizând teste t pereche.
F. Fotoinhibiția M2 în ultimele 2 secunde ale perioadei de întârziere în primele 7 zile de antrenament afectează performanța sarcinii. n = 4 (șoareci care exprimă stGtACR2) și n = 4 (șoareci care exprimă mCherry). Valorile P determinate prin teste t cu două eșantioane pentru sesiunile 1-10 au fost următoarele: P1 = 0,8425, P2 = 0,4610, P3 = 0,6904, P4 = 0,0724, P5 = 0,0463, P6 = 0,0146, P7 = 0,0161, P8 = 0,7065, P9 = 0,6530 și P10 = 0,7955. Pentru c, e și f, datele sunt prezentate ca medie ± sem NS, nesemnificative; *P ≤ 0,05, **P ≤ 0,01, ***P ≤ 0,001, ****P ≤ 0,0001.
Sursa: Nature (2024). DOI: 10.1038/s41586-024-07425-w

„Dacă vă imaginați că fiecare neuron din creier sună ca o singură notă, melodia pe care creierul a generat-o în timpul îndeplinirii sarcinii a variat de la o zi la alta, dar apoi a devenit din ce în ce mai rafinată și mai similară pe măsură ce animalele au continuat să exerseze sarcina”, a spus Golshani.

Aceste schimbări oferă o perspectivă asupra motivului pentru care performanța devine mai precisă și mai automată odată cu practica repetată.

„Această descoperire nu numai că ne ajută să înțelegem mai bine învățirea și memoria, dar are și implicații pentru abordarea problemelor asociate cu afectarea memoriei”, a spus Golshani.

Lucrarea a fost realizată de Dr. Arash Bellafard, un om de știință implicat în proiect la UCLA, în strânsă colaborare cu grupul Dr. Alipasha Vaziri de la Universitatea Rockefeller.