Pelės tyrimas parodo, kaip miego trūkumas daro atmintį

Nors mokslininkai žinojo, kad miego trūkumas gali sutrikdyti mokymąsi ir prisiminimus, tikslūs metodai, kuriais tai vyksta, buvo neaiškūs.

Tyrėjai nebuvo tikri, kas trukdo hipokampui - dviem jūrų arklio formos struktūroms, esančioms smegenų laikinojoje skiltyje, kur sukurta daug ilgalaikių prisiminimų, - atlikti savo darbą.

Dabar, atlikdami naują tyrimą, Mičigano universiteto mokslininkai nustatė, kad greičiausiai kaltas gali būti trukdymas su miegu susijusiems svyravimams - ritminiam neuronų šaudymui - viename hipokampo poskyryje.

Jų rezultatai skelbiami Gamtos komunikacijos.

Norėdami išbandyti svyravimų vaidmenį formuojant atmintį, mokslininkai, vadovaujami magistrantės Nicolette Ognjanovski, užfiksavo pagrindinį pelių grupės hipokampo aktyvumą.

Jie patalpino peles į naują aplinką, leido joms tyrinėti, sukėlė lengvą kojų šoką, tada vėl jas grąžino į savo namų narvus, kad galėtų normaliai pailsėti ir miegoti.

„Jei grąžinate pelę į tą pačią struktūrą po dienos ar net po kelių mėnesių, jie sulauks tokio labai stereotipinio baimės atsako, tai yra, kad jie sustings“, - sakė daktarė Sara Aton, vyresnioji straipsnio autorė. .

"Bet jei po to, kai susisiejote su kontekstu ir šoku, kelias valandas nenorite miegoti, gyvūnas kitą dieną to neprisimins".

Tyrėjai nustatė, kad įprastai miegančiose pelėse su miegu susiję svyravimai hipokampo poskyryje, vadinamame CA1, po mokymosi buvo tvirtesni.

Tada jie paėmė naują pelių grupę, užfiksavo jų pradinę hipokampo veiklą ir nurodė atlikti tą pačią užduotį. Tyrėjai taip pat davė šioms pelėms vaistą, slopinantį mažą CA1 slopinančių neuronų, kurie ekspresuoja parvalbuminą, kalcį surišančią baltymą, susijusį su atminties disfunkcija, populiaciją.

Tyrėjai nepakeitė gyvūno miego elgesio - jie miegojo paprastai. Bet išjungus parvalbuminą ekspresuojančių neuronų veiklą, sutriko ritmingas aplinkinių CA1 neuronų šaudymas, kol šie gyvūnai miegojo.

Parvalbuminą ekspresuojančių ląstelių slopinimas, atrodo, visiškai sunaikino įprastą su mokymu susijusį svyravimų padidėjimą tame pelės hipokampo skyriuje.

"Yra sena teorema, vadinama Hebbo dėsniu, ty" ugnis kartu, laidas kartu ", - sakė Atonas. "Jei galite priversti du neuronus labai reguliariai šaudyti arti vienas kito, labai tikėtina, kad paveiksite ryšių tarp jų stiprumą".

Kai neuronai nebuvo reguliariai ir ritmingai šaudomi, pelės pamiršo, kad su jų užduotimi yra koks nors baimingas ryšys.

"Dominuojančią svyruojančią veiklą, kuri yra tokia kritinė mokymuisi, kontroliuoja labai maža visos hipokampo ląstelių populiacijos dalis", - sakė Ognjanovski, taip pat pirmasis tyrimo autorius.

„Tai keičia pasakojimą apie tai, ką mes suprantame, kaip veikia tinklai. Parvalbumino ląstelių valdomi svyravimai yra susiję su pasaulinio tinklo pokyčiais arba stabilumu. Prisiminimai nėra saugomi atskirose ląstelėse, bet platinami per tinklą “.

Tyrėjai taip pat palygino neuronų ryšių stabilumą tarp kontrolinės grupės ir grupės, kurios miego svyravimai buvo sutrikdyti.

Jie nustatė, kad kontrolinės grupės ryšiai ne tik buvo stipresni po jų mokymosi, bet ir tie neuronų ryšiai. Šie pokyčiai buvo užblokuoti, kai eksperimentiškai buvo sutrikdyti su miegu susiję hipokampo svyravimai.

"Panašu, kad ši neuronų populiacija, kuri miego metu generuoja ritmus smegenyse, teikia tam tikrą informacinį turinį, kad sustiprintų prisiminimus", - sakė Atonas.

„Panašu, kad pats ritmas yra pati svarbiausia dalis ir galbūt tai, kodėl reikia miegoti, kad susidarytumėte šiuos prisiminimus“.

Šaltinis: Mičigano universitetas