多樣化的生活促進小鼠的大腦連接

小鼠的大腦通過形成增強的神經連接而受益于積極多樣的生活方式。

德國的研究人員比較了在不同環境中飼養的小鼠的大腦活動，發現在“富集”環境中飼養的小鼠在其體內有更多的活動。海馬體，表明存在更健壯和連接的神經網絡。

由于其在學習和記憶中的核心作用，人類海馬體經常受到退行性腦疾病的影響，例如阿爾茨海默氏癥.

“結果遠遠超出了我們的預期，”說來自德國神經退行性疾病中心（DZNE）的神經科學家和生物醫學工程師Hayder Amin，“簡化一下，可以說來自富集環境的小鼠神經元比在標準住房中飼養的神經元更加相互關聯。

這些發現基于Amin及其同事的“芯片大腦”技術和計算分析工具，可能有助于支持和預防大腦功能障礙，并導致新的大腦啟發。人工智能方法。

“我們已經發現了大量的數據，說明了由豐富的經驗塑造的大腦的好處，”說Gerd Kempermann，DZNE的成人神經發生研究員。

科學家們比較了兩組12周齡小鼠的腦組織，這些小鼠的經歷從六周大開始。一組生活在標準的籠子里，沒有特殊功能或有趣的活動可以參加，只有食物、水和筑巢材料。

另一組人在更大的籠子里度過了他們一生的時光，里面有玩具、隧道、成迷宮的塑料管、額外的筑巢材料和小房子，這聽起來確實是一個很棒的周末，即使對人類來說也是如此。

研究人員使用一種互補金屬氧化物半導體基于（CMOS）的神經芯片具有4，096個電極，可同時記錄數千個神經元的放電。

他們能夠測量整個海馬體和大腦外層之間的連接，該外層控制著一堆認知過程，他們將這些過程分為六個相互連接的海馬皮質區域。

“無論我們看哪個參數，更豐富的體驗都會促進神經元網絡中的連接，”說阿明。“這些發現表明，過著積極多樣的生活會在全新的基礎上塑造大腦。

一段時間以來，人們一直知道我們的經歷留下印記關于我們大腦的連接性，但這證明了這些標記的重要性。

“到目前為止，我們在這個領域所知道的要么來自單電極研究，要么來自成像技術，如磁共振成像，“ 肯珀曼解釋.“在這里，我們可以從字面上看到工作到單個電池規模的電路。

Amin，Kempermann和團隊的其他成員希望他們的工具可以擴展，以研究社交互動，身體活動和學習過程如何影響大腦的功能，所有這些都對大腦的工作方式產生重大影響。

當然，結果是在小鼠的大腦中看到的，而不是人類，但研究整個海馬體可以使它們看到更大規模的功能連接.

科學家們認為映射并了解體驗如何變化連接體可以幫助找到導致腦功能障礙的機制，并確定未來更有效治療的新靶點。

他們的平臺可以為假肢裝置模仿大腦功能，恢復和改善因衰老或疾病而喪失的記憶能力。

“這為理解可塑性和儲備形成在對抗神經退行性疾病中的作用鋪平了道路，特別是在新的預防策略方面，”Kempermann說.

“此外，這將有助于深入了解與神經變性相關的疾病過程，例如大腦網絡的功能障礙。

該研究已發表在生物傳感器和生物電子學.

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