Peles pētījums parāda, kā miega trūkums ietekmē atmiņas veidošanu

Lai gan zinātnieki ir zinājuši, ka miega trūkums var traucēt spēju mācīties un veidot atmiņas, precīzas metodes, ar kurām tas notiek, ir neskaidras.

Pētnieki nebija pārliecināti, kas kavē hipokampu - divas jūras zirga formas struktūras, kas atrodas smadzeņu temporālajā daivā, kur tiek veidotas daudzas ilgtermiņa atmiņas, - darīt savu darbu.

Tagad jaunā pētījumā Mičiganas universitātes pētnieki ir atklājuši, ka, iespējams, vainīgs ir iejaukšanās ar miegu saistītās svārstībās - neironu ritmiskā šaušana - vienā hipokampa apakšnodaļā.

To rezultāti tiek publicēti Dabas komunikācijas.

Lai pārbaudītu svārstību lomu atmiņas veidošanā, pētnieki, kuru vadīja maģistrante Nikoleta Ognjanovska, reģistrēja peles grupas bāzes hipokampa aktivitāti.

Viņi ievietoja peles jaunā vidē, ļāva tām izpētīt, izraisīja vieglu pēdu šoku, pēc tam atkal ievietoja mājas būros, lai normāli atpūstos un gulētu.

"Ja jūs atgriezīsit peli tajā pašā struktūrā dienu vai pat pāris mēnešus vēlāk, viņiem būs šī ļoti stereotipizētā bailes reakcija, tas ir, ka viņi sasalst," teica docente un vecākā raksta autore Dr. Sara Atona. .

"Bet, ja jūs pāris stundas pēc miega atņemat dzīvniekam pēc šī konteksta-šoka pārīša, pele to nākamajā dienā neatcerēsies."

Pētnieki atklāja, ka pelēm, kuras parasti guļ, ar miegu saistītas svārstības hipokampa apakšsadaļā, ko sauc par CA1, pēc mācīšanās bija spēcīgākas.

Pēc tam viņi paņēma jaunu peļu grupu, reģistrēja viņu hipokampu sākotnējo darbību un lika tām veikt to pašu uzdevumu. Pētnieki arī piešķīra šīm pelēm zāles, lai inhibētu nelielu CA1 inhibējošo neironu populāciju, kas ekspresē parvalbumīnu - kalciju saistošu proteīnu, kas saistīts ar atmiņas disfunkciju.

Pētnieki nemainīja dzīvnieka miega uzvedību - viņi gulēja normāli. Bet parvalbumīnu ekspresējošo neironu darbības izslēgšana traucēja apkārtējo CA1 neironu ritmisko šaušanu, kamēr šie dzīvnieki gulēja.

Parvalbumīnu ekspresējošo šūnu nomākšana, šķiet, pilnībā iznīcināja parasto ar mācīšanos saistīto svārstību pieaugumu šajā peles hipokampa sadaļā.

"Ir veca teorēma, ko sauc par Heba likumu, proti," Uguns kopā, vadi kopā "," sacīja Atons. "Ja jūs varat panākt, lai divi neironi ļoti regulāri iedarbotos tuvu viens otram, visticamāk, jūs ietekmēsit savstarpējo savienojumu stiprumu."

Kad neironi netika regulāri un ritmiski apšaudīti, peles aizmirsa, ka viņu uzdevumam ir bailīga saistība.

"Dominējošo svārstību aktivitāti, kas ir tik kritiska mācībām, kontrolē ļoti mazs kopējais šūnu skaits hipokampā," sacīja Ognjanovski, arī pirmais pētījuma autors.

“Tas maina stāstījumu par to, ko mēs saprotam par to, kā darbojas tīkli. Svārstības, kuras kontrolē parvalbumīna šūnas, ir saistītas ar globālā tīkla izmaiņām vai stabilitāti. Atmiņas netiek glabātas atsevišķās šūnās, bet tiek izplatītas caur tīklu. ”

Pētnieki arī salīdzināja neironu savienojumu stabilitāti starp kontroles grupu un grupu, kuras miega svārstības tika traucētas.

Viņi atklāja, ka kontrolgrupā pēc mācīšanās izmēģinājuma bija ne tikai spēcīgāki sakari, bet arī šie neironu savienojumi. Šīs izmaiņas tika bloķētas, kad eksperimentāli tika traucētas ar miegu saistītas hipokampu svārstības.

"Šķiet, ka šī neironu populācija, kas miega laikā ģenerē ritmus smadzenēs, nodrošina zināmu informācijas saturu atmiņu pastiprināšanai," sacīja Atons.

"Šķiet, ka pats ritms ir vissvarīgākā daļa, un, iespējams, kāpēc jums ir nepieciešams gulēt, lai izveidotu šīs atmiņas."

Avots: Mičiganas universitāte