Προηγουμένως, οι ερευνητές γνώριζαν ότι η στέρηση ύπνου στα ποντίκια μετά την εκτέλεση μιας εργασίας είχε ως αποτέλεσμα τα ποντίκια να ξεχάσουν πτυχές αυτής της εργασίας. Αλλά οι ερευνητές δεν ήταν σίγουροι ποια λειτουργία του ιππόκαμπου-δύο δομές σε σχήμα ιππόκαμπος που βρίσκονται στον κροταφικό λοβό του εγκεφάλου όπου δημιουργούνται πολλές μακροπρόθεσμες αναμνήσεις-δεν θα μπορούσε να κάνει τη δουλειά του.

Τώρα, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η παρέμβαση σε ταλαντώσεις που σχετίζονται με τον ύπνο-ή η ρυθμική πυροδότηση των νευρώνων-σε ένα υποτμήμα του ιππόκαμπου είναι πιθανώς ο ένοχος. Τα αποτελέσματά τους εμφανίζονται στο Nature Communications.

Για να δοκιμάσουν τον ρόλο των ταλαντώσεων στο σχηματισμό μνήμης, οι ερευνητές κατέγραψαν τη βασική δραστηριότητα του ιππόκαμπου μιας ομάδας ποντικών. Τοποθέτησαν τα ποντίκια σε ένα νέο περιβάλλον, τα άφησαν να εξερευνήσουν, τους έκαναν ένα ελαφρύ σοκ στο πόδι και μετά τα έβαλαν πίσω στα κλουβιά του σπιτιού τους για να ξεκουραστούν και να κοιμηθούν κανονικά.

«Αν επιστρέψετε το ποντίκι στην ίδια δομή μια μέρα ή ακόμα και δύο μήνες αργότερα, θα έχουν αυτή τη στερεότυπη απάντηση στο φόβο, δηλαδή το να παγώσουν», λέει η συγγραφέας Sara Aton, επίκουρη καθηγήτρια στο μοριακό Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν , τμήμα κυτταρικής και αναπτυξιακής βιολογίας. "Αλλά αν κοιμάστε-στερείτε ένα ζώο για μερικές ώρες μετά από αυτό το ζεύγος συγκλονισμού, το ποντίκι δεν θα το θυμάται την επόμενη μέρα."

Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι σε κανονικά κοιμισμένους ποντικούς, οι ταλαντώσεις που σχετίζονται με τον ύπνο σε μια υποενότητα του ιππόκαμπου που ονομάζεται CA1 ήταν πιο ισχυρές μετά τη μάθηση. Στη συνέχεια πήραν μια νέα ομάδα ποντικών, κατέγραψαν τη βασική τους δραστηριότητα στον ιππόκαμπο και τους έβαλαν να ολοκληρώσουν την ίδια εργασία. Οι ερευνητές έδωσαν επίσης σε αυτά τα ποντίκια ένα φάρμακο για την αναστολή ενός μικρού πληθυσμού ανασταλτικών νευρώνων στο CA1 που εκφράζουν παρβαλβουμίνη.

Οι ερευνητές δεν άλλαξαν τη συμπεριφορά ύπνου του ζώου - κοιμόντουσαν κανονικά. Αλλά η απενεργοποίηση της δραστηριότητας των νευρώνων που εκφράζουν παρβαλβουμίνη διέκοψε τη ρυθμική πυροδότηση των γύρω νευρώνων CA1 ενώ αυτά τα ζώα κοιμόντουσαν. Η καταστολή των κυττάρων που εκφράζουν την παρβαλβουμίνη φάνηκε να εξαφανίζει εντελώς τη φυσιολογική αύξηση των ταλαντώσεων που σχετίζονται με τη μάθηση σε εκείνο το τμήμα του ιππόκαμπου του ποντικιού.

"Υπάρχει ένα παλιό θεώρημα που ονομάζεται Νόμος του Hebb, το οποίο είναι" Φωτιά μαζί, σύρμα μαζί ", λέει ο Aton. "Εάν μπορείτε να πυροδοτήσετε δύο νευρώνες με μεγάλη κανονικότητα σε κοντινή απόσταση μεταξύ τους, είναι πολύ πιθανό ότι θα επηρεάσετε τη δύναμη των συνδέσεων μεταξύ τους."

Όταν οι νευρώνες εμποδίζονταν να πυροβολούν τακτικά και ρυθμικά, τα ποντίκια ξέχασαν ότι υπήρχε φοβερή σχέση με το έργο τους.

"Η κυρίαρχη ταλαντωτική δραστηριότητα, η οποία είναι τόσο κρίσιμη για τη μάθηση, ελέγχεται από έναν πολύ μικρό αριθμό του συνολικού κυτταρικού πληθυσμού στον ιππόκαμπο", λέει η Nicolette Ognjanovski, μεταπτυχιακή φοιτήτρια και συν -συγγραφέας της μελέτης. «Αυτό αλλάζει την αφήγηση του τι καταλαβαίνουμε για το πώς λειτουργούν τα δίκτυα. Οι ταλαντώσεις που ελέγχουν τα κύτταρα της παρβαλβουμίνης συνδέονται με γενικές αλλαγές δικτύου ή σταθερότητα. Οι μνήμες δεν αποθηκεύονται σε μεμονωμένα κελιά, αλλά διανέμονται μέσω του δικτύου ».

Οι ερευνητές συνέκριναν επίσης τη σταθερότητα των συνδέσεων των νευρώνων μεταξύ της ομάδας ελέγχου και της ομάδας των οποίων οι ταλαντώσεις του ύπνου διαταράχθηκαν. Διαπίστωσαν ότι όχι μόνο οι συνδέσεις ήταν ισχυρότερες στην ομάδα ελέγχου μετά την εκμάθησή τους, αλλά επίσης ότι αυτές οι νευρωνικές συνδέσεις ήταν επίσης ισχυρότερες. Αυτές οι αλλαγές αποκλείστηκαν όταν πειραματικά διαταράχθηκαν οι ταλαντώσεις του ιππόκαμπου που σχετίζονται με τον ύπνο.

"Φαίνεται ότι αυτός ο πληθυσμός νευρώνων που δημιουργεί ρυθμούς στον εγκέφαλο κατά τη διάρκεια του ύπνου παρέχει κάποιο ενημερωτικό περιεχόμενο για την ενίσχυση των αναμνήσεων", λέει ο Aton. «Ο ίδιος ο ρυθμός φαίνεται να είναι το πιο κρίσιμο μέρος και πιθανώς γιατί πρέπει να κοιμάσαι για να σχηματίσεις αυτές τις αναμνήσεις».

Στη συνέχεια, οι ερευνητές σχεδιάζουν να δοκιμάσουν εάν η αποκατάσταση των ταλαντώσεων του ιππόκαμπου (που μιμούνται τις επιδράσεις του ύπνου στην CA1) είναι επαρκής για την προώθηση του φυσιολογικού σχηματισμού μνήμης όταν τα ποντίκια στερούνται ύπνου.

πηγή: Πανεπιστήμιο του Michigan

Σχετικά βιβλία

at InnerSelf Market και Amazon