Študija miši prikazuje, kako pomanjkanje spanja vpliva na ustvarjanje spomina
Čeprav so znanstveniki vedeli, da lahko pomanjkanje spanja vpliva na sposobnost učenja in ustvarjanja spominov, natančne metode, s katerimi se to dogaja, niso jasne.
Raziskovalci niso bili prepričani, kaj hipokampusu - dve strukturi v obliki morskega konjička, ki se nahajata v temporalnem možganskem režnju, kjer se ustvarjajo številni dolgoročni spomini - ni uspelo opravljati svojega dela.
Zdaj so v novi študiji raziskovalci Univerze v Michiganu ugotovili, da je verjetno krivec poseg v nihanja, povezana s spanjem - ritmično sprožanje nevronov - v enem odseku hipokampusa.
Njihovi rezultati so objavljeni v Nature Communications.
Da bi preizkusili vlogo nihanj pri oblikovanju spomina, so raziskovalci pod vodstvom podiplomske študentke Nicolette Ognjanovski zabeležili osnovno hipokampalno aktivnost skupine miši.
Miše so namestili v novo okolje, pustili jih je raziskovati, jih rahlo šokirali z nogami, nato pa jih vrnili v domače kletke, da so normalno počivale in spale.
"Če dan ali celo nekaj mesecev kasneje miško vrnete v isto strukturo, bo imela ta zelo stereotipiziran odziv strahu, torej da zmrznejo," je dejala dr. Sara Aton, docentka in višja avtorica prispevka .
"Ampak, če nekaj ur po tem seznanjanju kontekst-šok nekaj ur ne prikrajšate živali, se miška naslednji dan tega ne bo več spomnila."
Raziskovalci so ugotovili, da so bila pri normalno spečih miših nihanja, povezana s spanjem, v pododseku hipokampusa, imenovanem CA1, po učenju močnejša.
Nato so vzeli novo skupino miši, zabeležili njihovo osnovno aktivnost hipokampusa in jim dali, da opravijo isto nalogo. Raziskovalci so tem miši tudi dali zdravilo za zaviranje majhne populacije inhibitornih nevronov v CA1, ki izražajo parvalbumin, protein, ki veže kalcij in je povezan z disfunkcijo spomina.
Raziskovalci niso spremenili vedenja živali v spanju - spali so normalno. Toda izklop aktivnosti nevronov, ki izražajo parvalbumin, je motil ritmično streljanje okoliških nevronov CA1, medtem ko so te živali spale.
Zdi se, da je zatiranje celic, ki izražajo parvalbumin, popolnoma izbrisalo običajno povečanje nihanj, povezanih z učenjem, v tem delu mišjega hipokampusa.
"Obstaja stari izrek, imenovan Hebbov zakon, ki pravi:" Ogenj skupaj, žica skupaj, "je dejal Aton. "Če lahko dva nevrona sprožita z veliko pravilnostjo v neposredni bližini, je zelo verjetno, da boš vplival na trdnost povezav med njima."
Ko so nevroni redno in ritmično streljali skupaj, so miši pozabile, da obstaja kakšna bojazljiva povezava z njihovo nalogo.
"Prevladujočo nihajno aktivnost, ki je tako pomembna za učenje, nadzira zelo majhno število celotne populacije celic v hipokampusu," je dejal Ognjanovski, tudi prvi avtor študije.
»To spremeni pripoved o tem, kaj razumemo o delovanju omrežij. Nihanja, ki jih nadzorujejo celice parvalbumina, so povezana z globalnimi spremembami omrežja ali stabilnostjo. Spomini se ne shranjujejo v posameznih celicah, ampak se distribuirajo po omrežju. "
Raziskovalci so primerjali tudi stabilnost povezav nevronov med kontrolno skupino in skupino, katere nihanja spanja so bila motena.
Ugotovili so, da niso bile le povezave močnejše v kontrolni skupini po učnem preskušanju, ampak da so bile tudi te nevronske povezave močnejše. Te spremembe so bile blokirane, ko so bile eksperimentalno motene hipokampalne oscilacije, povezane s spanjem.
"Zdi se, da ta populacija nevronov, ki med spanjem ustvarja ritme v možganih, zagotavlja nekaj informativne vsebine za krepitev spominov," je dejal Aton.
"Zdi se, da je sam ritem najbolj kritičen del in morda zakaj morate spati, da ustvarite te spomine."
Vir: Univerza v Michiganu
