Мозг, способный к обучению, важен для выживания: только те, кто учится, могут выжить в естественном мире. Когда он учится, мозг сохраняет новую информацию, изменяя силу соединений, соединяющих его нервные клетки. Этот процесс называется синаптической пластичностью. Ученые из Института исследований мозга им. Макса-Планка во Франкфурте, работая с исследователями из Базеля, впервые продемонстрировали, что тормозные нейроны необходимо хотя бы частично блокировать во время обучения. Это растормаживание немного похоже на снятие ноги с тормоза в автомобиле: если тормозящие нейроны менее активны, обучение ускоряется.
Обучение часто зависит от времени: различные стимулы становятся прочно связанными, если они возникают в тесной последовательности. Ученые Max Planck использовали это явление в экспериментах по кондиционированию, в которых мыши учились реагировать на звуковой сигнал. Чтобы проявился этот обучающий эффект, синапсы так называемых основных нейронов миндалевидного тела должны стать более чувствительными. Исследователи сконцентрировались на двух типах тормозных нейронов, которые производят белки парвальбумин и соматостатин и ингибируют основные нейроны миндалины.
Результаты, полученные исследователями Макса Планка, показывают, что оба типа клеток подавляются на разных этапах процесса обучения. Это растормаживание усиливает активацию основных нейронов. Более того, ученые смогли контролировать обучающее поведение мышей с помощью оптогенетики. В этих экспериментах они оснастили оба типа тормозных нейронов миндалевидного тела светочувствительными ионными каналами, что позволило им использовать свет для включения или выключения нейронов по мере необходимости. "Когда мы предотвращаем растормаживание, мыши учатся хуже. Напротив, усиление растормаживания ведет к усиленному обучению", говорит Йоханнес Летцкус из Института исследований мозга Макса Планка. Затем ученые стремятся идентифицировать нервные пути, которые участвуют в растормаживании.