Недавно открытая клетка мозга проливает свет на формирование воспоминаний
Исследователям давно известно, что память представлена изменениями в части мозга, называемой гиппокампом.
Одним из хорошо известных изменений в гиппокампе, которое связывают с памятью, является наличие так называемых резких волновых пульсаций (SWR). Это короткие, высокочастотные электрические события, генерируемые в гиппокампе, и считается, что они представляют собой основное событие, происходящее в мозге при так называемой эпизодической памяти. Этот тип памяти относится к эпизодам, имевшим место в жизни человека, таким как воспоминания детства, воспоминания о первом свидании с партнером или память о старом номере мобильного телефона.
Однако то, что происходит в знаменитой структуре мозга в форме морского конька - гиппокампе - когда генерируются СРВ, не было хорошо изучено. Теперь новое исследование проливает свет на существование типа нейронов в гиппокампе мыши, который может стать ключом к лучшему пониманию эпизодической памяти.
Профессор Марко Капонья и доцент Вен-Хсиен Хоу с факультета биомедицины Орхусского университета внесли свой вклад в открытие нового нейрона, который связан с резкими волновыми пульсациями и памятью. Исследование было недавно опубликовано в научном журнале Neuron в сотрудничестве с группой профессора Ивана Солтеша из Стэнфордского университета.
Исследование сообщает о новом типе нейронов - нервных клеток - в гиппокампе, определяет их функциональную роль в мозге, раскрывает их связь с другими нервными клетками и областями мозга и продвигает понимание мозговых цепей, лежащих в основе быстрых мозговых волн, которые часто ассоциируются с памятью.
"Мы обнаружили, что этот новый тип нейрона максимально активен во время SWR, когда животное бодрствует, но тихо или глубоко спит. В отличие от этого, нейрон совсем не активен, когда наблюдается медленная, синхронизированная активность популяции нейронов, называемая "тета", которая может возникать, когда животное бодрствует и двигается или в определенном типе сна, когда мы обычно видим сны", - говорит профессор Марко Капонья.
Из-за такой дихотомической активности этот новый тип нейронов получил название тета-выключенных нейронов (TORO). Исследование актуально для специалистов в области памяти, гиппокампа и нейронных цепей. Однако оно также может привлечь внимание любого человека, интересующегося тем, как работает мозг в процессе запоминания.
"Почему TORO-нейроны так чувствительны к SWR? В статье предпринята попытка ответить на этот вопрос путем описания функциональной связи TORO-нейронов с другими нейронами и областями мозга - подход, называемый картированием цепей. Мы обнаружили, что TORO активируются другими типами нейронов в гиппокампе, а именно пирамидальными нейронами СА3, и тормозятся входами, поступающими из других областей мозга, таких как септум", - говорит Марко Капонья.
"Кроме того, исследование показало, что TORO являются тормозными нейронами, которые выделяют нейромедиатор ГАМК. Они посылают свой выход локально - как большинство ГАМК-ергических нейронов - в пределах гиппокампа, но также проецируют и тормозят другие области мозга за пределами гиппокампа, такие как септум и кора. Таким образом, TORO-нейроны распространяют информацию SWR в широком диапазоне в мозге и сигнализируют о том, что произошло событие памяти", - объясняет он.
Команда отслеживала активность нейрона с помощью электрофизиологии - метода, который определяет активность нейронов путем измерения зависимости напряжения от времени, и с помощью визуализации, которая определяет активность путем измерения изменений в кальциевых сигналах внутри нейронов.
Важным следующим шагом будет демонстрация причинно-следственной связи между активностью TORO-нервных клеток и памятью. Кроме того, будет интересно зафиксировать, происходит ли торможение TORO-нейронов и резкие волновые пульсации при деменции и болезни Альцгеймера, вызывающих потерю памяти.
