Arbetet utgör grundforskning, men har bäring på utvecklingen av neurala nätverk och artificiell intelligens samt på inlärningsforskning. Autism, ADHD och språkstörningar hos barn kan t.ex. hänga samman med att dessa och andra grundläggande inlärningsmekanismer inte fungerar.
Inlärning bygger enligt den gängse synen på att kontakterna mellan hjärnans nervceller förstärks eller försvagas. Lundaforskarna har tidigare kunnat visa att en cell dessutom kan lära sig en tidsrelation, så att den skickar iväg en signal med en viss inlärd fördröjning. Nu verkar det som att en nervcell kan tränas att ge inte bara en enda respons utan en hel komplex serie av flera responser.
– Det betyder att hjärnans inlärningskapacitet är ännu större än man tidigare trott! säger Germund Hesslows kollega Dan-Anders Jirenhed. Han menar att artificiella neurala nätverk med "tränade nervceller" i framtiden skulle kunna klara mer komplexa uppgifter på ett effektivare sätt.
Lundaforskarnas studie fokuserar på nervcellers förmåga till associativ inlärning och tidsinlärning. I experimenten har cellerna under flera timmars träning fått lära sig att koppla ihop två olika signaler. Om tiden mellan de två signalerna varit en kvarts sekund har cellen lärt sig att svara efter en kvarts sekund. Har tiden varit en halv sekund svarar cellen efter en halv sekund, och så vidare.
Forskarna visar nu att cellen kan lära sig inte bara en utan flera reaktioner i en serie. "Signal - kort paus - signal - lång paus - signal" ger upphov till en serie responser med exakt samma tidsintervaller: "respons - kort paus - respons - lång paus - respons".
De celler forskarna studerat kallas Purkinjeceller och sitter i lillhjärnan, cerebellum. Lillhjärnan har hand om kroppsställning, balans och rörelser. Den spelar även en viktig roll när man lär sig långa serier med komplicerade rörelser som kräver exakt tidskontroll, som händernas och fingrarnas rörelser vid pianospel.
Studien är finansierad av Vetenskapsrådet, Torsten och Elsa Segerfalks stiftelse, Åhlén-stiftelsen och Torsten Söderbergs Stiftelse
Ingela Björck