Smadzeņu viļņi izveido mūsu apkārtnes iekšējo karti
Atzinumi var palīdzēt zinātniekiem izprast neiroloģisko slimību, piemēram, Alcheimera slimības, cēloņus.
Noteiktā smadzeņu daļā neironi, kurus sauc par režģa šūnām, faktiski veido sava veida ārējās pasaules iekšējo karti. Lai to izdarītu, viņiem ir nepieciešamas perfekti savlaicīgas elektriskās svārstības no citas smadzeņu daļas, lai tās kalpotu par sava veida neironu elektrokardiostimulatoru.
"Šis darbs ir pirmais, kas parāda, ka svārstību aktivitātei ir precīzi definēta funkcija smadzeņu apvidos, kas glabā atmiņas," sacīja Dr. Stefans Leutgebs, UCSD bioloģijas docents, kurš vadīja pētnieku komandu.
Atmiņai svarīgi smadzeņu komponenti - hipokamps un blakus esošais entorhinālais garozs - ir vieni no pirmajiem smadzeņu apgabaliem, kas deģenerējušies Alcheimera slimības gadījumā, izraisot tādas problēmas kā atmiņas zudums un dezorientācija. Šajos divos smadzeņu reģionos ir trīs veidu neironi, kas palīdz radīt telpiskas atmiņas, kā arī telpisko informāciju, kas nepieciešama epizodiskām dzīves pieredzes atmiņām.
Leutgeb un citi pētnieki izmērīja režģa šūnu elektrisko aktivitāti žurkām, kuras pamudināja izpētīt četrpēdu platību.
Šīs režģa šūnas, kas atrodas entorhinālajā garozā, veido un tur iekšēju ārējās vides attēlojumu. Šis attēlojums ir režģim līdzīga karte, kas sastāv no atkārtotiem vienādmalu trijstūriem, kas aizpilda vietu sešstūra formā. Dzīvniekam pārvietojoties pa ārējo vidi, noteikta režģa šūna smadzenēs kļūst aktīva, kad dzīvnieka pozīcija sakrīt ar kādu no atbilstošajām virsotnēm tā “iekšējā” kartē.
"Mūsu atklājumi ir nozīmīgs pagrieziena punkts atmiņas apstrādes izpratnē, un tie vadīs centienus atjaunot atmiņas darbību, kad entorhinālajā garozā ir bojātas šūnas," teica Leutgeb.
Pētnieki apturētu svārstību ievadi, manipulējot ar noteiktām elektrokardiostimulatora šūnām smadzenēs; viņi atklāja, ka tas izraisīja ievērojamu režģa šūnu vides pasliktināšanos. Interesanti, ka šajā procesā netika traucēti smadzeņu signāli, kas norāda precīzu atrašanās vietu, kā arī kompasa signāls.
“Tiek uzskatīts, ka hipokampu kontrolē entorhinālais garozs, tāpēc tika pieņemts, ka režģa šūnām būs ļoti liela ietekme uz vietas šūnām. Mēs esam pārsteigti par to, kā tiek uzturēta vietas šūnu funkcija, ņemot vērā būtiskus traucējumus režģa šūnu darbībā, ”sacīja Leutgeb.
"Šis svarīgais rezultāts parāda, ka kopumā jūs varat novērst ievērojamu ienākošās informācijas daudzumu smadzeņu ķēdē, nezaudējot smadzeņu ķēdes lielāko daļu funkcionalitātes," viņš piebilda. "Šī secinājuma sekas ir tādas, ka atmiņas funkcijas atjaunošana neprasa, lai mēs precīzi saliktu bojātās nervu shēmas, drīzāk mēs varam atjaunot darbību, saglabājot vai atjaunojot galvenos komponentus."
"Mūsu atklājumi ir nozīmīgs solis ceļā uz šo galveno sastāvdaļu identificēšanu, cenšoties saglabāt atmiņas funkciju novecojošajiem indivīdiem un pacientiem ar neirodeģeneratīvām slimībām," viņš teica.
Pētījums ir publicēts žurnāla 29. aprīļa numurā Zinātne. Bostonas universitātes zinātnieki ziņo par līdzīgiem atklājumiem tā paša izdevuma pavaddokumentā.
Avots: Kalifornijas Universitāte
