கற்றுக்கொள்ள ஏதாவது இருக்கிறது என்பதை மூளை எவ்வாறு புரிந்துகொள்கிறது

கார்னகி மெல்லனைச் சேர்ந்த நரம்பியல் உயிரியலாளர்களின் ஒரு ஆய்வறிக்கை செல் ரிப்போர்ட்ஸில் வெளியிடப்பட்டது, இது கற்றல் பற்றிய மிகவும் சாதாரணமான, ஆனால் மர்மமான உண்மைகளில் ஒன்றை விளக்குகிறது: ஒரு தூண்டுதல் உண்மையில் ஏதாவது ஒன்றை (ஒரு வெகுமதியை) கணிக்கும்போது மூளை ஏன் பிளாஸ்டிசிட்டியை "அச்சிடுகிறது", மேலும் எந்த தொடர்பும் இல்லாதபோது அவ்வாறு செய்யவில்லை. எலிகளில் விஸ்கர் கற்றலின் போது, சோமாடோசென்சரி கார்டெக்ஸில் உள்ள சோமாடோஸ்டாடின் இன்டர்னியூரான்கள் (SST) மேலோட்டமான அடுக்குகளில் உள்ள பிரமிடு நியூரான்களில் அவற்றின் தடுப்பு விளைவை சீராக பலவீனப்படுத்துகின்றன - மேலும் தூண்டுதல் ஒரு வெகுமதியுடன் தொடர்புடையதாக இருந்தால் மட்டுமே என்று ஆசிரியர்கள் காட்டினர். தூண்டுதலும் வெகுமதியும் காலப்போக்கில் பிரிக்கப்பட்டால் (எந்த தற்செயல் நிகழ்வும் இல்லை), தடுப்பு மாறாது. இதனால், கற்றுக்கொள்ள ஏதாவது இருக்கிறது என்பதை மூளை "புரிந்துகொள்கிறது", மேலும் உள்ளூரில் நெட்வொர்க்கை எளிதாக்கப்பட்ட பிளாஸ்டிசிட்டி நிலைக்கு மாற்றுகிறது.

ஆய்வின் பின்னணி

மூளை தொடர்ச்சியாகக் கற்றுக்கொள்வதில்லை, ஆனால் "துண்டுகளாக": ஒரு புதிய உணர்வு சமிக்ஞை உண்மையில் எதையாவது முன்னறிவிக்கும்போது பிளாஸ்டிசிட்டியின் ஜன்னல்கள் திறக்கின்றன - ஒரு விளைவு, ஒரு வெகுமதி, ஒரு முக்கியமான விளைவு. கார்டெக்ஸில், இந்த கற்றல் "குழாய்" பெரும்பாலும் இன்டர்நியூரான்களின் தடுப்பு வலையமைப்பால் சுழற்றப்படுகிறது. அதன் வெவ்வேறு வகுப்புகள் வெவ்வேறு செயல்பாடுகளைச் செய்கின்றன: PV செல்கள் பிரமிடுகளின் வெளியேற்றத்தை விரைவாக "அழுத்துகின்றன", VIP செல்கள் பெரும்பாலும் பிற தடுப்பு நியூரான்களைத் தடுக்கின்றன, மேலும் SST இன்டர்நியூரான்கள் பிரமிடுகளின் தொலைதூர டென்ட்ரைட்டுகளை குறிவைத்து அதன் மூலம் எந்த உள்ளீடுகள் (உணர்ச்சி, மேலிருந்து கீழ், துணை) பிரமிடுகளின் தொலைதூர டென்ட்ரைட்டுகளை குறிவைத்து அதன் மூலம் எந்த உள்ளீடுகள் (உணர்ச்சி, மேல்-கீழ், துணை) வழியாகச் சென்று பிடிப்பதற்கான வாய்ப்பைப் பெறுகின்றன என்பதைக் கட்டுப்படுத்துகின்றன. SSTகள் "ஸ்டீயரிங் வீலை" மிகவும் இறுக்கமாகப் பிடித்தால், கார்டிகல் வரைபடங்கள் நிலையானதாக இருக்கும்; அவை விடுவித்தால், நெட்வொர்க் மறுசீரமைப்புக்கு மிகவும் எளிதில் பாதிக்கப்படுகிறது.

கற்றலின் பாரம்பரிய மாதிரிகள், பிளாஸ்டிசிட்டி செயல்படுமா என்பதற்கு தற்செயல் (ஒரு கடினமான தூண்டுதல் → வெகுமதி இணைப்பு) முக்கியம் என்று கணிக்கின்றன. நியூரோமோடூலேட்டர்கள் (அசிடைல்கொலின், நோர்பைன்ப்ரைன், டோபமைன்) புறணிக்கு ஒரு "சேலியன்ஸ் ஸ்கோர்" மற்றும் ஒரு முன்கணிப்பு பிழை சமிக்ஞையை கொண்டு செல்கின்றன, ஆனால் அவை இன்னும் மைக்ரோ சர்க்யூட் மட்டத்தில் ஒரு உள்ளூர் சுவிட்ச் தேவை: பிரமிடு நியூரான்களின் டென்ட்ரைட்டுகள் உள்ளீடுகளின் பயனுள்ள சேர்க்கைகளை ஒருங்கிணைக்க கார்டெக்ஸில் யார் சரியாக மற்றும் எங்கே "பிரேக்கை வெளியிடுகிறார்கள்"? சமீபத்திய ஆண்டுகளின் சான்றுகள் SST செல்கள் பெரும்பாலும் இந்த பாத்திரத்தை ஏற்றுக்கொள்கின்றன என்பதைக் குறிக்கின்றன, ஏனெனில் அவை கிளைக்கும் டென்ட்ரைட்டுகளின் செயல்பாட்டை ஒழுங்குபடுத்துகின்றன - சூழல், கவனம் மற்றும் உணர்ச்சி சுவடு உருவாகும் இடம்.

மவுஸ் விஸ்கர் சென்சார்மோட்டர் அமைப்பு இதைச் சோதிப்பதற்கு ஒரு வசதியான தளமாகும்: இது அடுக்குகளில் நன்கு வரைபடமாக்கப்பட்டுள்ளது, வலுவூட்டலுடன் தொடர்புபடுத்துவது எளிது, மேலும் அதில் உள்ள பிளாஸ்டிக் மாற்றங்கள் மின் இயற்பியலால் நம்பத்தகுந்த முறையில் கண்டறியப்படுகின்றன. தொடர்புகளை ஒருங்கிணைக்கும்போது, புறணி "கண்டிப்பான வடிகட்டுதல்" பயன்முறையிலிருந்து "தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட அழுத்த நீக்கம்" பயன்முறைக்கு மாறுகிறது என்பது அறியப்படுகிறது - டென்ட்ரிடிக் உற்சாகம் அதிகரிக்கிறது, ஒத்திசைவுகள் பலப்படுத்தப்படுகின்றன, மேலும் நுட்பமான வேறுபாடுகளை அங்கீகரிப்பது மேம்படுகிறது. ஆனால் ஒரு முக்கியமான கேள்வி எஞ்சியுள்ளது: தூண்டுதல் உண்மையில் ஒரு வெகுமதியை முன்னறிவிக்கும் போது மட்டுமே இது ஏன் நிகழ்கிறது, மேலும் மைக்ரோ சர்க்யூட்டில் உள்ள எந்த முனை அத்தகைய மாற்றத்திற்கு அனுமதி அளிக்கிறது.

பதில் அடிப்படை நரம்பியல் அறிவியலுக்கு மட்டுமல்ல முக்கியமானது. பக்கவாதத்திற்குப் பிறகு மறுவாழ்வில், செவிப்புலன் மற்றும் காட்சிப் பயிற்சியில், கற்பித்தல் திறன்களில், சரியான நேரத்தில் கருத்து மற்றும் செயல்களின் "பொருள்" ஆகியவற்றைச் சுற்றி உள்ளுணர்வாக பாடங்களை உருவாக்குகிறோம். புறணி அடுக்குகளில் உள்ள SST சுற்று எவ்வாறு தற்செயல் முன்னிலையில் (அல்லது இல்லாத நிலையில்) பிளாஸ்டிசிட்டியின் ஒரு சாளரத்தைத் திறக்கிறது (அல்லது திறக்கவில்லை) என்பதைப் புரிந்துகொள்வது, இலக்கு நெறிமுறைகளுக்கு நம்மை நெருக்கமாகக் கொண்டுவருகிறது: தடுப்பு நீக்கத்தை வலுப்படுத்துவது மதிப்புக்குரியது, மற்றும் மாறாக, நெட்வொர்க்கை "குலுக்க"ாதபடி வரைபடங்களின் நிலைத்தன்மையை பராமரிக்கும்போது.

இது எவ்வாறு சோதிக்கப்பட்டது?

ஆராய்ச்சியாளர்கள் எலிகளுக்கு விஸ்கர் டச் → ரிவார்டின் உணர்வு ரீதியான தொடர்பை உருவாக்க பயிற்சி அளித்தனர், பின்னர் மூளைத் துண்டுகளில் உள்ள வெவ்வேறு அடுக்குகளில் SST இன்டர்னூரான்களிலிருந்து பிரமிடல் செல்கள் வரை சினாப்டிக் தடுப்பைப் பதிவு செய்தனர். நடத்தை பணிக்கும் செல்லுலார் உடலியலுக்கும் இடையிலான இந்த "பாலம்", நெட்வொர்க்கின் பின்னணி செயல்பாட்டிலிருந்து கற்றல் என்ற உண்மையைப் பிரிக்க அனுமதிக்கிறது. முக்கிய கட்டுப்பாட்டு குழுக்கள் "அன்லாக்" நெறிமுறையைப் பெற்றன (இணைப்பு இல்லாமல் தூண்டுதல்கள் மற்றும் வெகுமதிகள்): SST தடுப்பின் பலவீனம் அங்கு ஏற்படவில்லை, அதாவது SST நியூரான்கள் தூண்டுதல்-வெகுமதி தற்செயலுக்கு துல்லியமாக உணர்திறன் கொண்டவை. கூடுதலாக, ஆசிரியர்கள் பயிற்சியின் சூழலுக்கு வெளியே SST இன் வேதியியல் ஒடுக்கத்தைப் பயன்படுத்தினர் மற்றும் வெளிச்செல்லும் SST தொடர்புகளின் காணப்பட்ட மனச்சோர்வை பினோகாபி செய்தனர், இது "பிளாஸ்டிசிட்டி விண்டோவை" தூண்டுவதில் இந்த செல்களின் காரணப் பங்கின் நேரடி குறிப்பாகும்.

முக்கிய முடிவுகள்

• மேலே இருந்து "தடை நீக்குதல்" என்பதைக் கண்டறிதல்: மேலோட்டமான அடுக்குகளின் பிரமிடு நியூரான்களில் SST தடுப்பில் நீண்டகால குறைவு கண்டறியப்பட்டது, அதே நேரத்தில் ஆழமான அடுக்குகளில் அத்தகைய விளைவு எதுவும் காணப்படவில்லை. இது புறணிப் பகுதியில் தடுப்பு நீக்கத்தின் அடுக்கு மற்றும் இலக்கு-குறிப்பிட்ட தன்மையைக் குறிக்கிறது.
• தற்செயல் என்பது தீர்க்கமானது: தூண்டுதலும் வெகுமதியும் "இணைக்கப்படாத" போது, எந்த பிளாஸ்டிக் மாற்றங்களும் இருக்காது - நெட்வொர்க் "வீணான" கற்றல் முறைக்கு மாற்றப்படாது.
• காரணம், தொடர்பு இல்லை: பயிற்சிக்கு வெளியே SST செயல்பாட்டின் செயற்கை குறைப்பு பிரமிடுகளுக்கு தடுப்பு வெளியீடுகளை பலவீனப்படுத்துவதை மீண்டும் உருவாக்குகிறது (விளைவின் பினோகோபி), SST நியூரான்கள் தடுப்பு நீக்கத்தைத் தூண்டுவதற்கு போதுமானவை என்பதைக் குறிக்கிறது.

இது ஏன் முக்கியமானது?

சமீபத்திய ஆண்டுகளில், கார்டிகல் பிளாஸ்டிசிட்டி பெரும்பாலும் தடுப்பின் சுருக்கமான "அழுத்தத்தை நீக்குதல்" மூலம் தொடங்குகிறது என்று அதிகம் கூறப்படுகிறது - குறிப்பாக பர்வால்புமின் மற்றும் சோமாடோஸ்டாடின் செல்கள் வழியாக. புதிய ஆய்வு ஒரு படி மேலே செல்கிறது: இந்த மன அழுத்தத்தைத் தூண்டுவதற்கான ஒரு விதியை இது காட்டுகிறது. எந்தவொரு தூண்டுதலும் "பிரேக்குகளை வெளியிடுகிறது" என்பது மட்டுமல்லாமல், அர்த்தமுள்ளவை (வெகுமதியைக் கணிப்பது) மட்டுமே. இது சிக்கனமானது: மூளை சினாப்ச்களை காரணமின்றி மீண்டும் எழுதாது, மேலும் நடத்தைக்கு அவை பயனுள்ளதாக இருக்கும் விவரங்களைப் பாதுகாக்கிறது. கற்றல் கோட்பாடுகளைப் பொறுத்தவரை, இதன் பொருள் SST சுற்று ஒரு காரணக் கண்டுபிடிப்பாளராகவும், உணர்ச்சி மற்றும் துணை உள்ளீடுகள் ஒன்றிணைக்கும் மேலோட்டமான அடுக்குகளில் பிளாஸ்டிசிட்டிக்கான "நுழைவாயிலாகவும்" செயல்படுகிறது என்பதாகும்.

இது பயிற்சியாளர்களுக்கு என்ன சொல்கிறது (மற்றும் என்ன சொல்லவில்லை)

- கல்வி மற்றும் மறுவாழ்வு:

• உணர்ச்சிப் புறணி வரைபடங்களில் உள்ள பிளாஸ்டிசிட்டியின் "சாளரங்கள்" உள்ளடக்கத்தின் அர்த்தத்தைப் பொறுத்தது - மீண்டும் மீண்டும் கூறுவது மட்டுமல்லாமல், வெளிப்படையான தூண்டுதல்→விளைவு இணைப்பு இருக்க வேண்டும்.
• வெகுமதி (அல்லது பின்னூட்டம்) தூண்டுதல்/செயலுடன் நேரத்துடன் இணைக்கப்பட்ட பயிற்சிகள் மாற்றங்களைத் தூண்டுவதில் மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும்.

- நியூரோமோடுலேஷன் மற்றும் மருந்தியல்:

• பக்கவாதத்திற்குப் பிறகு அல்லது புலனுணர்வு கோளாறுகளில் கற்றலை மேம்படுத்துவதற்கான சாத்தியமான இலக்காக SST சுற்றுக்கு இலக்கு வைப்பது உள்ளது; இருப்பினும், இது இன்னும் ஒரு முன் மருத்துவ கருதுகோள் ஆகும்.
• முக்கியமாக, விளைவின் அடுக்கு-குறிப்பிட்ட தன்மை, "பரந்த" தலையீடுகள் (பொது தூண்டுதல்/மயக்கம்) நன்மை பயக்கும் மாற்றங்களை மங்கலாக்கக்கூடும் என்பதைக் குறிக்கிறது.

இந்தத் தரவு புலத்தில் எவ்வாறு பொருந்துகிறது?

இந்தக் குழுவின் ஆராய்ச்சிப் பாதையைத் தொடர்கிறது இந்தப் பணி, கற்றலின் போது தடுப்பில் ஏற்படும் அடுக்கு மற்றும் வகை சார்ந்த மாற்றங்களை அவர்கள் முன்னர் விவரித்துள்ளனர், மேலும் பிரமிடு நியூரான்களுக்கு உள்ளீடுகளை சரிசெய்வதில் SST இன்டர்னியூரான்களின் சிறப்புப் பங்கை வலியுறுத்தினர். இங்கே, ஒரு முக்கியமான மாறி சேர்க்கப்பட்டுள்ளது - தற்செயல்: ஒரு காரண தூண்டுதல் → வெகுமதி இணைப்பு முன்னிலையில் மட்டுமே நெட்வொர்க் "பிரேக்குகளை வெளியிடுகிறது". இது இலக்கியத்தில் முந்தைய முரண்பாடுகளை சரிசெய்ய உதவுகிறது, அங்கு தடுப்பு நீக்கம் சில நேரங்களில் காணப்பட்டது, சில சமயங்களில் காணப்படவில்லை: பிரச்சனை முறையில் இல்லாமல் இருக்கலாம், ஆனால் கற்றுக்கொள்ள ஏதாவது இருந்ததா என்பதில் இருக்கலாம்.

கட்டுப்பாடுகள்

இது எலி உணர்வுப் புறணி மற்றும் கூர்மையான-துண்டு மின் இயற்பியல்; மனிதர்களில் நீண்டகால அறிவிப்பு கற்றலுக்கு மாற்றுவதற்கு எச்சரிக்கை தேவை. SST வெளியீடுகளின் நீண்டகால (ஆனால் வாழ்நாள் முழுவதும் அல்ல) மந்தநிலையை நாம் காண்கிறோம்; இது வாழும் வலையமைப்பில் எவ்வளவு காலம் நீடிக்கும் மற்றும் விஸ்கர் பணிக்கு அப்பாற்பட்ட நடத்தையுடன் இது எவ்வாறு சரியாக தொடர்புடையது என்பது ஒரு திறந்த கேள்வி. இறுதியாக, புறணிப் பகுதியில் பல வகையான தடுப்பு நியூரான்கள் உள்ளன; தற்போதைய பணி SST ஐ எடுத்துக்காட்டுகிறது, ஆனால் பல்வேறு வகையான கற்றலின் கீழ் வகுப்புகளுக்கு (PV, VIP, முதலியன) இடையிலான சமநிலை விவரிக்கப்பட உள்ளது.

அடுத்து எங்கு செல்ல வேண்டும் (சரிபார்க்க தர்க்கரீதியானது என்ன)

• தற்காலிக "சாளரங்கள்": வெவ்வேறு கற்றல் விகிதங்கள் மற்றும் வலுவூட்டல் வகைகளில் SST-சார்ந்த "பிளாஸ்டிசிட்டி சாளரத்தின்" அகலம் மற்றும் இயக்கவியல்.
• பிற முறைகளுக்கான பொதுமைப்படுத்தல்: காட்சி/செவிப்புலன் புறணி, மோட்டார் கற்றல், முன்முனை முடிவெடுக்கும் சுற்றுகள்.
• மனிதர்களில் நியூரோமார்க்கர்கள்: வெளிப்படையான மற்றும் இல்லாத தற்செயல் நிகழ்வுகளுடன் பணிகளில் தடுப்பு நீக்கத்தின் ஊடுருவாத குறிகாட்டிகள் (எ.கா. TMS முன்னுதாரணங்கள், MEG கையொப்பங்கள்).

ஆய்வு மூலம்: பார்க் இ., குல்ஜிஸ் டிஏ, ஸ்விண்டெல் ஆர்ஏ, ரே ஏ., ஜு எம்., கிறிஸ்டியன் ஜேஏ, பார்த் ஏஎல் சோமாடோஸ்டாடின் நியூரான்கள் கற்றலின் போது நியோகார்டிகல் தடுப்பைக் குறைக்க தூண்டுதல்-வெகுமதி தற்செயல்களைக் கண்டறிகின்றன. செல் அறிக்கைகள் 44(5):115606. DOI: 10.1016/j.celrep.2025.115606