Studiul mouse-ului arată cum afectează lipsa somnului crearea de memorie

Deși oamenii de știință au știut că lipsa somnului poate interfera cu capacitatea de a învăța și de a face amintiri, metodele precise prin care acest lucru se întâmplă au fost obscure.

Cercetătorii nu erau siguri de ceea ce împiedica hipocampul - două structuri în formă de cal de mare situate în lobul temporal al creierului, unde sunt realizate multe amintiri pe termen lung - să-și facă treaba.

Acum, într-un nou studiu, cercetătorii Universității din Michigan au descoperit că interferența cu oscilațiile asociate somnului - declanșarea ritmică a neuronilor - într-o subsecțiune a hipocampului este probabil vinovatul.

Rezultatele lor sunt publicate în Comunicări despre natură.

Pentru a testa rolul oscilațiilor în formarea memoriei, cercetătorii, conduși de studenta absolventă Nicolette Ognjanovski, au înregistrat activitatea hipocampală de bază a unui grup de șoareci.

Au plasat șoareci într-un mediu nou, i-au lăsat să exploreze, le-au dat un șoc ușor la picioare, apoi i-au pus înapoi în cuștile de acasă pentru a se odihni și a dormi normal.

„Dacă întoarceți mouse-ul la aceeași structură o zi sau chiar câteva luni mai târziu, vor avea acest răspuns de frică foarte stereotip, și anume că îngheață”, a spus dr. Sara Aton, profesor asistent și autor principal al lucrării .

„Dar dacă nu dormiți un animal câteva ore după această pereche contextuală, șoarecele nu-și va aminti a doua zi.”

Cercetătorii au descoperit că la șoarecii care dorm în mod normal, oscilațiile asociate somnului într-o subsecțiune a hipocampului numită CA1 au fost mai robuste după învățare.

Apoi au luat un nou grup de șoareci, și-au înregistrat activitatea hipocampală inițială și i-au pus să finalizeze aceeași sarcină. Cercetătorii au dat, de asemenea, acestor șoareci un medicament pentru a inhiba o populație mică de neuroni inhibitori din CA1 care exprimă parvalbumină, o proteină de legare a calciului asociată cu disfuncția memoriei.

Cercetătorii nu au schimbat comportamentul de somn al animalului - au dormit normal. Dar oprirea activității neuronilor care exprimă parvalbumină a întrerupt focul ritmic al neuronilor CA1 din jur, în timp ce acele animale dormeau.

Suprimarea celulelor care exprimă parvalbumină pare să șteargă complet creșterea normală a oscilațiilor asociată învățării în acea secțiune a hipocampului mouse-ului.

„Există o veche teoremă numită Legea lui Hebb, care este:„ Trageți împreună, conectați-vă ”, a spus Aton. „Dacă puteți face ca doi neuroni să tragă cu o regularitate foarte mare în imediata apropiere una a celuilalt, este foarte probabil că veți afecta puterea conexiunilor dintre ei.”

Când neuronii au fost împiedicați să tragă împreună în mod regulat și ritmic, șoarecii au uitat că există vreo asociere înfricoșătoare cu sarcina lor.

„Activitatea oscilatorie dominantă, care este atât de critică pentru învățare, este controlată de un număr foarte mic din populația totală de celule din hipocamp”, a spus Ognjanovski, de asemenea un prim autor al studiului.

„Acest lucru schimbă narațiunea a ceea ce înțelegem despre modul în care funcționează rețelele. Oscilațiile pe care le controlează celulele parvalbumină sunt legate de modificările rețelei globale sau de stabilitate. Amintirile nu sunt stocate în celule unice, ci distribuite prin rețea. "

Cercetătorii au comparat, de asemenea, stabilitatea conexiunilor neuronilor între grupul de control și grupul ale cărui oscilații ale somnului au fost perturbate.

Ei au descoperit că conexiunile nu numai că au fost mai puternice în grupul de control după încercarea lor de învățare, dar că acele conexiuni neuronale au fost, de asemenea, mai puternice. Aceste modificări au fost blocate atunci când oscilațiile hipocampice asociate somnului au fost perturbate experimental.

Se pare ca aceasta populatie de neuroni care genereaza ritmuri in creier in timpul somnului ofera un continut informativ pentru intarirea amintirilor, a spus Aton.

„Ritmul în sine pare a fi partea cea mai critică și, probabil, de ce trebuie să dormiți pentru a forma aceste amintiri.”

Sursa: Universitatea din Michigan