Come gli odori influenzano il meccanismo decisionale del cervello

riepilogo: I ricercatori hanno scoperto una nuova funzione dell'ippocampo nel processo decisionale, dimostrando che specifiche cellule cerebrali, note come “cellule del tempo”, sono stimolate dagli odori per facilitare un rapido processo decisionale.

Questo studio mostra come i ratti hanno imparato ad associare gli odori fruttati alla ricompensa, con conseguente processo decisionale più rapido ed efficiente.

Monitorando l’attivazione di queste cellule in risposta agli odori, il team ha rivelato un legame diretto tra odore, funzione dell’ippocampo e apprendimento associativo, suggerendo che queste cellule svolgono un ruolo critico oltre il recupero della memoria e influenzano direttamente il processo decisionale nel cervello.

Aspetti principali:

1. Lo studio ha identificato le “cellule del tempo” nell'ippocampo come attori chiave nel processo decisionale del cervello, che sono stimolate da odori specifici per stimolare un rapido processo decisionale.
2. I topi sono stati in grado di associare gli odori fruttati a risultati positivi, dimostrando come i segnali olfattivi possano migliorare l’apprendimento dei comportamenti decisionali.
3. Questa ricerca fa luce sulla complessa relazione tra percezione sensoriale e processi cognitivi e rivela nuove intuizioni sul ruolo dell’ippocampo nell’apprendimento associativo e nel processo decisionale.

fonte: Università del Colorado

I ricercatori dell’Anschutz Medical Campus dell’Università del Colorado hanno scoperto che i profumi stimolano cellule specifiche del cervello che potrebbero svolgere un ruolo nel processo decisionale rapido.

Lo studio è stato pubblicato online martedì sulla rivista Biologia attuale.

Gli scienziati si sono concentrati sull’ippocampo, un’area del cervello importante per la memoria e l’apprendimento. Sapevano che le cosiddette “cellule del tempo” svolgevano un ruolo chiave nella funzione dell’ippocampo, ma non conoscevano il loro ruolo nell’apprendimento associativo.

“Queste cellule ti ricorderanno di prendere una decisione: fai questo o quello”, ha detto l'autore senior dello studio Diego Restrepo, neuroscienziato e professore di biologia cellulare e dello sviluppo presso la School of Medicine dell'Università del Colorado.

I ricercatori hanno osservato che quando ai topi veniva data la possibilità di rispondere al profumo del frutto leccando un rubinetto che erogava acqua dolce, imparavano rapidamente a leccare il profumo del frutto piuttosto che quello dell’olio minerale.

“Devono associare l'odore con il risultato di ciò che fanno, ed è per questo che imparano a prendere una decisione”, ha detto Ming Ma, Ph.D., primo autore dello studio e istruttore senior di biologia cellulare e dello sviluppo presso CU. Medicinale. “Quando ha un odore fruttato, leccano e ricevono una ricompensa. Quando si tratta di olio minerale, smettono di leccare.”

“Più imparavano, più le cellule venivano stimolate, il che portava a una più rapida decodificazione degli odori e consentiva ai topi di diventare rapidamente abili nella selezione degli odori fruttati”, ha affermato Fabio Simoes de Souza, Ph.D., un altro primo autore dello studio. . Professore assistente ricercatore di biologia cellulare e dello sviluppo presso la CU School of Medicine.

Lo stimolo per prendere una decisione è l'odore che viene trasmesso attraverso il naso per inviare segnali nervosi al bulbo olfattivo e all'ippocampo. I due dispositivi sono strettamente collegati. Le informazioni vengono elaborate rapidamente e il cervello prende una decisione in base all'input.

“Prima di ciò, non sapevamo che ci fossero cellule decisionali nell'ippocampo”, ha detto Restrepo. “L'ippocampo è multitasking.”

Restrepo ha ipotizzato che le cellule non siano sempre accese, altrimenti gli stimoli potrebbero diventare travolgenti.

Questo studio amplia le attuali conoscenze su ciò che accade nel processo decisionale del cervello, in particolare quelle decisioni rapide e senza esclusione di colpi che esseri umani e topi prendono continuamente.

“L'ippocampo attiva le cellule del tempo per prevedere la decisione, il che può darti un'idea di ciò che dovresti ricordare”, ha detto Restrepo. “In passato, si pensava che le cellule del tempo ricordassero solo eventi e tempo. Qui vediamo la memoria codificata nei neuroni e poi recuperata immediatamente quando viene presa una decisione.

A proposito di queste notizie sulla ricerca sulle neuroscienze

autore: David Kelly
fonte: Università del Colorado
comunicazione: David Kelly – Università del Colorado
immagine: Immagine accreditata a Neuroscience News

Ricerca originale: Accesso libero.
“L'attività sequenziale delle cellule CA1 dell'ippocampo forma una mappa della memoria temporale per l'apprendimento associativo nei topi“Di Diego Restrepo et al. Biologia attuale

un sommario

L'attività sequenziale delle cellule CA1 dell'ippocampo forma una mappa della memoria temporale per l'apprendimento associativo nei topi

Le dinamiche sequenziali neurali codificate dalle cellule del tempo svolgono un ruolo cruciale nella funzione dell'ippocampo. Tuttavia, il ruolo delle dinamiche neurali sequenziali dell’ippocampo nell’apprendimento associativo è una questione aperta.

Abbiamo usato Ca a due fotoni²⁺ L'imaging dei neuroni dorsali CA1 (dCA1) nello strato piramidale (SP) nei ratti con la testa fissa che eseguono un compito di apprendimento associativo non va a indagare su come la valenza dell'odore è temporalmente codificata in questa regione del cervello.

Abbiamo scoperto che le cellule SP rispondevano in modo diverso a un odore gratificante o sgradevole. Gli stimoli venivano accuratamente decodificati dall'attività della popolazione neurale e la precisione aumentava notevolmente man mano che l'animale imparava a discriminare tra gli stimoli.

La decodifica dello stimolo da singole cellule SP che rispondono in modo differenziale ha rivelato che il processo decisionale avveniva in tempi discreti dopo la presentazione dello stimolo. La previsione del leccamento è stata decodificata dall'attività di una popolazione cellulare in dCA1 che era correlata linearmente al comportamento di leccamento.

I nostri risultati suggeriscono che l'attività sequenziale delle cellule SP in dCA1 forma una mappa di memoria temporale utilizzata per il processo decisionale nell'apprendimento associativo.