Wie viele Neuronen werden in Gedächtnis-Engramm-Experimenten durch Elektroden stimuliert?

Bearbeiten: Um die ursprüngliche Frage direkter zu beantworten, danke, ich habe falsch gelesen, was Sie sich gefragt haben, und wurde durch einen früheren Kommentar und Ihre Antwort auf diesen Kommentar ein wenig irregeführt.

In diesen Experimenten verwenden sie optische, keine elektrischen Techniken. Daher ist es etwas schwierig, die Anzahl der direkt aktivierten Zellen genau abzuschätzen, da das Licht im Gewebe gestreut wird, aber auch mit der Entfernung abfällt. Basierend auf der Dichte der markierten und betroffenen Zellen (um stimuliert zu werden, muss die Zelle sowohl a) durch eine Virusinjektion markiert als auch b) im Engramm aktiv sein), das im zweiten von Ihnen eingefügten Link abgebildet ist, scheint es nicht mehr als ein paar bis ein paar Dutzend Zellen wären direkt aktiviert worden.

In Ihrem Kommentar sagten Sie: "IOW, wie fein können implantierte Elektroden Neuronen lesen und stimulieren?" - Das ist eine andere Frage. Implantierte Elektroden können je nach Elektrode und Experiment einzelne Neuronen oder Populationen lesen und stimulieren. Ohne eine zusätzliche optische Technik ist es schwierig, bestimmte Neuronen mit Elektroden anzuvisieren.

In den Experimenten, auf die Sie verweisen, werden optogenetische Werkzeuge verwendet, um Zellen, die früher in einem Experiment aktiv waren, selektiv zu markieren und dann dieselben Zellen mit Licht zu reaktivieren. Diese Art von Experimenten wurde erst vor kurzem durch die Entwicklung dieser Werkzeuge möglich.

(ursprüngliche Antwort unten)

Hier gilt die Standardantwort der Biologie: „es variiert“, vermutlich je nach Spezies, Art des Gedächtnisses, Gehirnstruktur etc.

Aber um Ihnen einige Ideen zu geben, ein Bereich, der auf diesem Gebiet viel untersucht wurde, ist der Gyrus dentatus des Hippocampus (z. B. der zweite und dritte Link, den Sie gesendet haben). Ein Artikel zeigte, dass ein bestimmtes Gedächtnis etwa 2-4 % der Zellen in dieser Struktur in einer Maus aktivierte http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0166432811006462mit etwa 1.000.000 gezähnten Gyruszellen insgesamt in einer Maus. Das sind also viele Zellen, aber diese Zellen könnten etwas Besonderes tun (Mustertrennung), also ist es vielleicht nicht richtig, sie als das „Engramm“ selbst zu betrachten, oder vielleicht sollten wir sie PLUS alle Zellen zählen aktiviert in CA1, PLUS alle Zellen, die im Kortex aktiviert sind, usw. Was auch immer der Fall ist, eines ist klar, dass Zellen an vielen, vielen verschiedenen Engrammen beteiligt sind - wenn Sie mit Pop-Neurowissenschaften vertraut sind, erinnern Sie sich vielleicht an die Aufregung über "Großmutterzellen". " und "Jennifer Aniston"-Zellen von vor ein paar Jahren. So funktionieren Engramme mit ziemlicher Sicherheit nicht, aber von der Teilmenge der Neuronen und Stimuli, die sie untersuchten, gab es in diesen Fällen nur begrenzte Überschneidungen.

Für fMRT-Studien ist es ziemlich schwierig, die Anzahl der beteiligten Zellen in den Griff zu bekommen, aber es ist nicht wirklich möglich, in der fMRT von "kleinen Zellhaufen" im gleichen Maßstab zu messen wie in anderen Messtechniken. Was für die fMRI-Decodierungsstudien wichtiger sein wird, ist die „Variation innerhalb einer Gehirnregion“, in der die Gesamtzahl der Neuronen viele, viele Millionen beträgt, aber die genaue Anzahl, die an einem Engramm beteiligt ist, mit der derzeitigen Technologie nicht gemessen werden kann.