Studija miša pokazuje kako nedostatak sna utječe na stvaranje pamćenja
Iako su znanstvenici znali da nedostatak sna može ometati sposobnost učenja i stvaranja uspomena, precizne metode kojima se to događa bile su nejasne.
Istraživači nisu bili sigurni što sprečava hipokampus - dvije strukture u obliku morskog konjica smještene u sljepoočnom režnju mozga gdje se stvaraju mnoga dugoročna sjećanja - da radi svoj posao.
Sada su u novoj studiji istraživači sa Sveučilišta Michigan otkrili da je vjerojatno krivac ometanje oscilacija povezanih sa spavanjem - ritmično pucanje neurona - u jednom pododjeljku hipokampusa.
Njihovi rezultati objavljeni su u Prirodne komunikacije.
Kako bi testirali ulogu oscilacija u stvaranju memorije, istraživači, predvođeni studenticom diplomskog studija Nicolette Ognjanovski, zabilježili su osnovnu aktivnost hipokampusa grupe miševa.
Smjestili su miševe u novo okruženje, pustili ih da istražuju, zadali su im blagi šok stopala, a zatim ih vratili u kućne kaveze da se normalno odmore i odspavaju.
"Ako vratite miša u istu strukturu dan ili čak nekoliko mjeseci kasnije, imat će ovaj vrlo stereotipni odgovor na strah, to jest da se smrznu", rekla je dr. Sara Aton, docentica i viša autorica rada ,
"Ali ako životinju lišite sna nekoliko sati nakon tog uparivanja kontekst-šok, miš se toga neće sjećati sljedeći dan."
Istraživači su otkrili da su oscilacije povezane sa spavanjem u pododjeljku hipokampusa pod nazivom CA1 kod normalno spavajućih miševa bile snažnije nakon učenja.
Zatim su uzeli novu skupinu miševa, zabilježili svoju osnovnu aktivnost hipokampusa i natjerali ih da izvrše isti zadatak. Istraživači su također tim miševima dali lijek za inhibiciju male populacije inhibitornih neurona u CA1 koji eksprimiraju parvalbumin, protein koji veže kalcij povezan s poremećajem pamćenja.
Istraživači nisu promijenili ponašanje životinje u snu - spavale su normalno. Ali isključivanje aktivnosti neurona koji izražavaju parvalbumin poremetilo je ritmično pucanje okolnih CA1 neurona dok su te životinje spavale.
Suzbijanje stanica koje izražavaju parvalbumin izgleda da je potpuno izbrisalo normalno osciliranje povezano s učenjem u tom dijelu mišjeg hipokampusa.
"Postoji stari teorem koji se zove Hebbov zakon, a to je:" Vatra zajedno, žica zajedno ", rekao je Aton. "Ako uspijete natjerati dva neurona da pucaju s velikom redovitošću u neposrednoj blizini, vrlo je vjerojatno da ćete utjecati na snagu veza između njih."
Kad se spriječilo da neuroni redovito i ritmično pucaju, miševi su zaboravili da postoji neka bojažljiva povezanost s njihovim zadatkom.
"Dominantnom oscilatornom aktivnošću, koja je tako kritična za učenje, kontrolira vrlo mali broj ukupne stanične populacije u hipokampusu", rekao je Ognjanovski, također prvi autor studije.
„Ovo mijenja narativ o onome što razumijemo o načinu rada mreža. Oscilacije koje kontroliraju stanice parvalbumina povezane su s globalnim mrežnim promjenama ili stabilnošću. Uspomene se ne pohranjuju u pojedinačne stanice, već se distribuiraju mrežom. "
Istraživači su također uspoređivali stabilnost veza neurona između kontrolne skupine i skupine čije su oscilacije spavanja poremećene.
Otkrili su da ne samo da su veze bile jače u kontrolnoj skupini nakon ispitivanja, već da su i neuronske veze bile jače. Te su promjene blokirane kada su eksperimentalno poremećene oscilacije hipokampusa povezane sa spavanjem.
"Čini se da ova populacija neurona koja stvara ritmove u mozgu tijekom spavanja pruža neke informativne sadržaje za jačanje sjećanja", rekao je Aton.
"Čini se da je sam ritam najkritičniji dio i možda zašto trebate spavati da biste stvorili ta sjećanja."
Izvor: Sveučilište Michigan
