Мозкові хвилі створюють внутрішню карту нашого оточення
Отримані дані можуть допомогти вченим зрозуміти основні причини неврологічних захворювань, таких як хвороба Альцгеймера.
У певній частині мозку нейрони, які називаються клітинами сітки, насправді створюють своєрідну внутрішню карту зовнішнього світу. Для цього їм потрібні вчасно встановлені електричні коливання з іншої частини мозку, щоб служити своєрідним нейронним стимулятором.
"Ця робота є першою, яка продемонструвала, що коливальна активність має чітко визначену функцію в областях мозку, що зберігають спогади", - сказав д-р Стефан Лютгеб, доцент кафедри біології в UCSD, який очолював групу дослідників.
Компоненти головного мозку, важливі для пам’яті - гіпокамп та сусідня кора енторіалу - є одними з перших областей мозку, які дегенерують при хворобі Альцгеймера, що призводить до таких проблем, як втрата пам’яті та дезорієнтація. Ці два регіони мозку містять три види нейронів, які допомагають створювати просторові спогади, а також просторову інформацію, необхідну для епізодичних спогадів про життєвий досвід.
Лютгеб та його колеги-дослідники вимірювали електричну активність клітин сітки у щурів, яким спонукали дослідити ділянку площею чотири фути на чотири фути.
Ці клітини сітки, розташовані в енторіальній корі, створюють і утримують внутрішнє представлення зовнішнього середовища. Це подання являє собою сітчасту карту, що складається з повторюваних рівносторонніх трикутників, які заповнюють простір у гексагональній схемі. Коли тварина орієнтується у своєму зовнішньому середовищі, певна сітчаста клітина в її мозку стає активною, коли положення тварини збігається з будь-якою з відповідних вершин на його „внутрішній” карті.
"Наші висновки є важливою віхою в розумінні обробки пам'яті, і вони направлять зусилля по відновленню функції пам'яті, коли клітини енторінальної кори пошкоджені", - сказав Лютгеб.
Дослідники зупинять коливальний ввід, маніпулюючи певними клітинами кардіостимулятора в мозку; вони виявили, що це спричинило значне погіршення карт навколишнього середовища клітин сітки. Цікаво, що сигнали мозку, які вказують точне місце розташування, а також сигнал компаса не порушувались під час цього процесу.
«Вважалося, що гіпокамп знаходиться під контролем енторіальної кори, тому існувало припущення, що клітини сітки матимуть дуже великий вплив на клітини місця. Ми здивовані тим, як функція клітин місця зберігається в умовах значних порушень у роботі клітин сітки ”, - сказав Лютгеб.
"Цей важливий результат показує, що в цілому ви можете усунути значну кількість вхідної інформації до мозкового ланцюга, не втрачаючи при цьому більшу частину своєї функціональної схеми", - додав він. "Наслідком цього висновку є те, що відновлення функції пам’яті не вимагає, щоб ми точно збирали пошкоджені нейронні схеми, навпаки, ми можемо відновити функцію, зберігаючи або відновлюючи ключові компоненти".
"Наші висновки є важливим кроком до ідентифікації цих ключових компонентів, намагаючись зберегти функції пам'яті у людей, що старіють, і у пацієнтів з нейродегенеративними захворюваннями", - сказав він.
Дослідження опубліковано в номері журналу від 29 квітня Наука. Вчені з Бостонського університету повідомляють про подібні висновки у супровідній статті того самого випуску.
Джерело: Каліфорнійський університет
