Hiireuuring näitab, kuidas unepuudus mõjutab mälu loomist

Kuigi teadlased on teadnud, et unepuudus võib häirida õppimise ja mälestuste loomise võimet, on täpsed meetodid, kuidas see juhtub, ebaselge.

Teadlased ei olnud kindlad, mis takistab hipokampust - kahte merihobukujulist struktuuri, mis paiknevad aju ajutises sagaras, kus tehakse palju pikaajalisi mälestusi - oma tööd tegema.

Nüüd on Michigani ülikooli teadlased uues uuringus leidnud, et tõenäoliselt on süüdi unega seotud võnkumiste - neuronite rütmilise tulekahju - sekkumine hipokampuse ühes alajaotuses.

Nende tulemused avaldatakse Looduskommunikatsioon.

Selleks, et testida võnkumiste rolli mälu moodustamises, registreerisid teadlased eesotsas kraadiõppur Nicolette Ognjanovskiga hiirte rühma hipokampuse algtaseme.

Nad paigutasid hiired uude keskkonda, lasid neil uurida, tekitasid kerge jalašoki ja panid nad siis tagasi oma kodupuuri normaalseks puhkamiseks ja magamiseks.

"Kui naasete hiire sama struktuuri juurde päev või isegi paar kuud hiljem, on neil see väga stereotüüpne hirmureaktsioon, see tähendab, et nad külmuvad," ütles dotsent ja vanemtöötaja dr Sara Aton. .

"Aga kui te looma pärast konteksti-šoki paaristamist paariks tunniks unetate, ei mäleta hiir seda järgmisel päeval."

Teadlased leidsid, et tavaliselt magavate hiirte puhul olid unega seotud võnked hipokampuse alamjaotises CA1 pärast õppimist tugevamad.

Seejärel võtsid nad uue hiirerühma, registreerisid hipokampuse algtaseme aktiivsuse ja lasid neil sama ülesande täita. Teadlased andsid neile hiirtele ka ravimit, et pärssida CA1 inhibeerivate neuronite väikest populatsiooni, mis ekspresseerivad parvalbumiini, kaltsiumi siduvat valku, mis on seotud mäluhäiretega.

Teadlased ei muutnud looma unekäitumist - nad magasid normaalselt. Kuid parvalbumiini ekspresseerivate neuronite tegevuse väljalülitamine häiris ümbritsevate CA1 neuronite rütmilist tulistamist, kui need loomad magasid.

Parvalbumiini ekspresseerivate rakkude mahasurumine näib pühkivat hiire hipokampuse selles osas täielikult õppimisega seotud võnkumiste suurenemise.

"Seal on vana teoreem nimega Hebbi seadus, see tähendab:" Tulekahju koos, traat koos "," ütles Aton. "Kui saate kaks neuronit üksteise vahetus läheduses suure regulaarsusega põlema panna, siis tõenäoliselt mõjutate nende vaheliste ühenduste tugevust."

Kui neuroneid hoiti regulaarselt ja rütmiliselt koos vallandamast, unustasid hiired, et nende ülesandega on mingit hirmu seost.

"Domineerivat võnkumistegevust, mis on õppimiseks nii kriitiline, kontrollib väga väike arv hipokampuse kogu rakupopulatsioonist," ütles Ognjanovski, samuti uuringu esimene autor.

„See muudab narratiivi sellest, mida me võrkude toimimisest mõistame. Parvalbumiinirakkude kontrollitavad võnked on seotud globaalse võrgu muutuste või stabiilsusega. Mälestusi ei salvestata üksikutesse lahtritesse, vaid neid levitatakse võrgu kaudu. "

Teadlased võrdlesid ka neuronite ühenduste stabiilsust kontrollrühma ja rühma vahel, kelle unevõnked olid häiritud.

Nad leidsid, et kontrollgrupis ei olnud pärast õppekatset mitte ainult ühendused tugevamad, vaid ka need neuronaalsed ühendused olid tugevamad. Need muutused blokeeriti, kui unega seotud hipokampuse võnked katkestati katseliselt.

"Tundub, et see neuronite populatsioon, mis une ajal ajus rütme tekitab, pakub mälestuste tugevdamiseks teatavat infosisu," ütles Aton.

"Rütm ise näib olevat kõige kriitilisem osa ja võib-olla see, miks peate nende mälestuste moodustamiseks magama."

Allikas: Michigani ülikool