Aju lained loovad meie ümbruse sisemise kaardi
Tulemused võivad aidata teadlastel mõista selliste neuroloogiliste haiguste nagu Alzheimeri tõbi algpõhjuseid.
Aju teatud osas loovad võrgurakkudeks nimetatud neuronid tegelikult omamoodi sisemise kaardi välismaailmast. Selleks vajavad nad aju teisest osast perfektselt ajastatud elektrilisi võnkeid, mis toimiksid omamoodi närvilise südamestimulaatorina.
"See töö on esimene, mis näitab, et võnkumistegevusel on mälupilte säilitavates ajupiirkondades hästi määratletud funktsioon," ütles UCSD bioloogia dotsent dr Stefan Leutgeb, kes juhtis teadlaste meeskonda.
Mälu jaoks olulised ajukomponendid - hipokampus ja lähedane entorhinaalne ajukoor - on ühed esimesed ajupiirkonnad, mis Alzheimeri tõve korral degenereeruvad, põhjustades selliseid probleeme nagu mälukaotus ja desorientatsioon. Nendes kahes ajupiirkonnas asuvad kolme tüüpi neuronid, mis aitavad luua ruumilisi mälestusi, samuti elukogemuste episoodiliste mälestuste jaoks vajalikku ruumiteavet.
Leutgeb ja teised teadlased mõõtsid rottide võrgurakkude elektrilist aktiivsust, mis ajendati uurima nelja jala suurust ala.
Need entorhinaalses ajukoores asuvad võrgurakud loovad ja hoiavad väliskeskkonna sisemist kujutist. See kujutis on võrgutaoline kaart, mis koosneb korduvatest võrdkülgsetest kolmnurkadest, mis täidavad ruumi kuusnurkse mustrina. Kui loom navigeerib oma väliskeskkonnas, muutub tema aju teatud ruudustikrakk aktiivseks, kui looma asukoht langeb kokku tema sisemise kaardi mõne sobiva tipuga.
"Meie leiud kujutavad endast olulist verstaposti mälu töötlemise mõistmisel ja need suunavad jõupingutusi mälu funktsiooni taastamiseks, kui entorhinaalse koore rakud on kahjustatud," ütles Leutgeb.
Teadlased peataksid võnkesisendi, manipuleerides ajus teatud südamestimulaatori rakkudega; nad avastasid, et see põhjustas võrgurakkude keskkonnakaarte olulise halvenemise. Huvitaval kombel ei häiritud selle protsessi käigus ajusignaale, mis näitavad täpset asukohta, ja ka kompassi signaali.
"On arvatud, et hipokampus on entorhinaalse ajukoore kontrolli all, seega eeldati, et ruudustiku rakkudel on koharakkudele väga suur mõju. Oleme üllatunud, kuidas koharakkude funktsioon võrgurakkude funktsiooni oluliste häirete korral säilib, ”ütles Leutgeb.
"See oluline tulemus näitab, et üldiselt saate ajuahelasse saabuva teabe märkimisväärse hulga kõrvaldada, ilma et see ajuahel kaotaks enamuse oma funktsionaalsusest," lisas ta. "Selle järelduse tagajärg on see, et mälufunktsiooni taastamine ei nõua kahjustatud närviskeemide täpset kokkupanekut, pigem võime funktsiooni taastada, säilitades või taastades põhikomponendid."
"Meie leiud on oluline samm nende põhikomponentide kindlakstegemise suunas, püüdes säilitada mälu funktsiooni vananevatel inimestel ja neurodegeneratiivsete haigustega patsientidel," ütles ta.
Uuring on avaldatud ajakirja 29. aprilli numbris Teadus. Bostoni ülikooli teadlased teatavad sarnastest leidudest sama väljaande kaaslehes.
Allikas: California ülikool
