Дослідження щурів показує, як стрес порушує короткочасну пам’ять

Нові дослідження показують, як стрес порушує функцію нервових клітин, змушуючи клітини бути більш активними та дисфункціональними.

Дослідники давно зрозуміли, що стрес є ворогом уваги, порушуючи фокус і завдаючи значної шкоди робочій пам’яті - короткочасне жонглювання інформацією, що дозволяє нам робити всі дрібниці, які роблять нас продуктивними.

У новому дослідженні з використанням моделі щурів дослідники спостерігали за роботою окремих нейронів, виявляючи, що стрес не пригнічує нейрональну активність, а модифікує нейрональну дію.

Дослідники з Університету штату Вісконсін – Медісон спостерігали, як стрес може доповнити розум, а також те, як нейрони в префронтальній корі головного мозку допомагають “запам’ятати” інформацію.

Робоча пам’ять короткочасна та гнучка, що дозволяє мозку тримати під рукою велику кількість інформації для виконання складних завдань. Без цього ви забули б першу половину цього речення, читаючи другу половину. Префронтальна кора дуже важлива для робочої пам’яті.

"Багато в чому ви б виглядали цілком нормально без префронтальної кори", - сказав д-р Крейг Беррідж, професор психології UW – Madison.

"Вам не потрібна ця частина мозку, щоб чути чи говорити, зберігати довгострокові спогади або згадувати те, що ви робили в дитинстві або те, що читали в газеті три дні тому".

Але без вашої префронтальної кори ви не змогли б продовжувати виконувати завдання або добре модулювати свої емоції.

"Люди без префронтальної кори дуже відволікають увагу", - сказав Беррідж. "Вони дуже імпульсивні. Вони можуть бути дуже аргументованими ".

Нейрони префронтальної кори допомагають зберігати інформацію протягом коротких періодів. Подібно дошці, ці нейрони можна писати з інформацією, стирати, коли ця інформація вже не потрібна, і переписувати чимось новим.

Це те, як нейрони підтримують доступ до цієї короткострокової інформації, яка робить їх вразливими до стресу, сказав Девід Девілбісс, доктор філософії, невролог, який працює з Берріджем та провідним автором дослідження.

Дослідження опубліковано в журналі PLOS Обчислювальна біологія.

Дослідники застосували новий підхід статистичного моделювання, щоб продемонструвати, що префронтальні нейрони щурів спрацьовували і повторно вистрілювали, щоб зберегти нещодавно збережену інформацію.

"Незважаючи на те, що ці нейрони спілкуються в масштабі кожної тисячної секунди, вони знають, що робили одну секунду - півтори секунди тому", - сказав Девілбісс. "Але якщо нейрон не стимулює себе знову протягом трохи більше секунди, він втрачає цю інформацію".

Застосуйте певний стрес - у випадку дослідників, сильний вибух білого шуму в присутності щурів, що працюють у лабіринті, призначеному для перевірки робочої пам’яті, - і багато нейронів відволікаються від нагадування про те, що ми робили знову?

"Ми одночасно спостерігаємо, як десятки нейронів стріляють у мозок щурів, і під напругою ці нейрони стають ще більш активними", - сказав Девілбісс.

"Але те, що вони роблять, це не зберігання інформації, важливої ​​для завершення лабіринту. Вони реагують на інші, менш корисні речі ".

Без шуму білого шуму, який, як було доведено, погіршує щурів так само, як мавп та людей, бігуни з лабіринту досягали своєї мети приблизно 90 відсотків часу. В умовах стресу тварини пройшли тест із 65-відсотковим кліпом, причому багато з них намагаються вистачити, щоб впасти в сліпу випадковість.

Записи електричної активності нейронів префронтальної кори кори у лабіринтових щурів показали, що ці нейрони не в змозі утримувати інформаційний ключ для пошуку наступної винагороди за шоколадною стружкою. Натомість нейрони були шаленими, реагуючи на такі відволікаючі фактори, як шуми та запахи в кімнаті.

Дослідники стверджують, що результати лабораторних досліджень відображають, наскільки відволікаючі фактори стресу небезпечні в реальному світі.

"Література говорить нам, що стрес відіграє роль у більш ніж половині всіх нещасних випадків на виробництві, і багатьом людям доводиться працювати в умовах, які ми вважаємо великим стресом", - сказав Девілбісс.

«Диспетчери повітряного руху повинні зосередитися і зосередитися, багато рухаючись на своїх діях. Людям у військовій галузі доводиться здійснювати ці процеси мислення в умовах, які б дуже відволікали увагу, і тепер ми знаємо, що це відволікання відбувається на рівні окремих клітин мозку ».

Робота дослідників може запропонувати нові напрямки лікування префронтальної дисфункції кори.

"На підставі досліджень наркотиків вважалося, що стрес просто пригнічував активність префронтальної кори головного мозку", - сказав Беррідж.

“Ці дослідження демонструють, що стрес, замість придушення активності, змінює характер цієї діяльності. Лікування, яке тримає нейрони на самостимулюючому завданні, відключаючи відволікаючі фактори, може допомогти захистити робочу пам’ять ".

Джерело: Університет Вісконсіна-Медісон