In einer Studie von Maboudi et al. (2024) konnte festgestellt werden, dass Neuronen im Gedächtniszentrum des Gehirns nicht nur vergangene Erfahrungen wiederholen, sondern auch Zukunftsvisionen haben können. Die Forscher analysierten dabei die Gehirnwellen von Ratten vor, während und nach deren Erfahrungen im Labyrinth, um die Präferenzen der Neuronen außerhalb des Labyrinths, insbesondere während des Schlafs, zu untersuchen. Die Repräsentationen im Hippocampus, welche dem räumlichen Gedächtnis zugrunde liegen, erfahren nach ihrer Bildung eine kontinuierliche Verfeinerung. Um die räumliche Abstimmung von Neuronen im Offline-Zustand in einer dynamischen Weise zu verfolgen, haben die Autoren einen neuen Bayes’schen Lernansatz verwendet, welcher auf der spike-getriggerten durchschnittlichen dekodierten Position in Ensemble-Aufnahmen von sich frei bewegenden Ratten basiert.
Durch den Einsatz maschinellen Lernens war es den Forschern möglich, neuronale Aktivitäten während des Schlafs zu analysieren. Dabei stellten sie fest, dass die Ratten nicht nur von bereits besuchten Orten im Labyrinth träumten, sondern auch an möglichen neuen Routen arbeiteten. Diese neuronalen Veränderungen während des Schlafs waren prädiktiv für die zukünftige Erkundung der Umgebung durch die Tiere.
Die Resultate der Studie legen nahe, dass neuronale Aktivitäten im Schlaf eine Rolle bei der räumlichen Adaptation und zukünftigen Absichten spielen. Die Tiere zeigten nach dem Schlaf eine gewisse Adaptation ihres Verhaltens, basierend auf den während des Schlafs gemessenen neuronalen Mustern. Obwohl die Studie nur an Ratten durchgeführt wurde, könnte dies auch Implikationen für das menschliche Gehirn haben und verdeutlichen, wie der Schlaf Einfluss auf das Lernen und zukünftiges Verhalten haben kann.
Literatur
Maboudi, Kourosh, Giri, Bapun, Miyawaki, Hiroyuki, Kemere, Caleb & Diba, Kamran (2024). Retuning of hippocampal representations during sleep. Nature, 629, 630-638.
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