Undele cerebrale creează o hartă internă a împrejurimilor noastre
Descoperirile pot ajuta oamenii de știință să înțeleagă cauzele profunde ale bolilor neurologice, cum ar fi Alzheimer.
Într-o anumită parte a creierului, neuronii numiți celule de rețea creează de fapt un fel de hartă internă a lumii exterioare. Pentru a face acest lucru, au nevoie de oscilații electrice perfect temporizate din altă parte a creierului pentru a servi ca un fel de stimulator cardiac neuronal.
„Această lucrare este prima care demonstrează că activitatea oscilatorie are o funcție bine definită în zonele cerebrale care stochează amintiri”, a spus dr. Stefan Leutgeb, profesor asistent de biologie la UCSD, care a condus echipa de cercetători.
Componentele creierului importante pentru memorie - hipocampul și cortexul entorhinal din apropiere - se numără printre primele zone cerebrale care degenerează în boala Alzheimer, ducând la probleme precum pierderea memoriei și dezorientarea. Aceste două regiuni ale creierului adăpostesc trei tipuri de neuroni care ajută la crearea amintirilor spațiale, precum și a informațiilor spațiale necesare pentru amintirile episodice ale experiențelor de viață.
Leutgeb și alți cercetători au măsurat activitatea electrică a celulelor de rețea la șobolani care au fost rugați să exploreze o zonă de patru picioare pe patru picioare.
Aceste celule de rețea, situate în cortexul entorhinal, creează și dețin o reprezentare internă a mediului extern. Această reprezentare este o hartă asemănătoare unei rețele constând în repetarea triunghiurilor echilaterale care umple spațiul într-un model hexagonal. Pe măsură ce animalul navighează prin mediul său exterior, o anumită celulă de rețea din creierul său devine activă atunci când poziția animalului coincide cu oricare dintre vârfurile potrivite din harta sa „internă”.
Descoperirile noastre reprezintă o etapă majoră în înțelegerea procesării memoriei și vor ghida eforturile de restabilire a funcției de memorie atunci când celulele din cortexul entorhinal sunt deteriorate, a spus Leutgeb.
Cercetătorii ar opri intrarea oscilatorie prin manipularea anumitor celule stimulatoare cardiace din creier; au descoperit că acest lucru a declanșat o deteriorare semnificativă a hărților mediului celulelor de rețea. Interesant este că semnalele cerebrale care indică localizarea precisă, precum și semnalul busolei nu au fost deranjate în timpul acestui proces.
„S-a crezut că hipocampul este sub controlul cortexului entorhinal, deci a existat ipoteza că celulele de rețea ar avea un impact foarte mare asupra celulelor locului. Suntem surprinși de modul în care funcția celulelor de loc este menținută în fața unei perturbări semnificative a funcției celulei de rețea ”, a spus Leutgeb.
„Acest rezultat important arată că, în general, puteți elimina o cantitate substanțială de informații primite într-un circuit al creierului fără ca acel circuit al creierului să piardă majoritatea funcționalității sale”, a adăugat el. „Implicația acestei constatări este că refacerea funcției de memorie nu necesită reasamblarea exactă a circuitelor neuronale deteriorate, ci mai degrabă putem recâștiga funcția prin conservarea sau restaurarea componentelor cheie.”
Constatarile noastre sunt un pas major spre identificarea acestor componente cheie intr-un efort de a pastra functia de memorie la persoanele in varsta si la pacientii cu boli neurodegenerative, a spus el.
Cercetarea este publicată în numărul din 29 aprilie al revistei Ştiinţă. Oamenii de știință de la Universitatea din Boston raportează descoperiri similare într-o lucrare însoțitoare din același număr.
Sursa: Universitatea din California
