Az egérvizsgálat megmutatja, hogy az alváshiány hogyan befolyásolja a memóriakészítést

Bár a tudósok tudták, hogy az alváshiány megzavarhatja a tanulás és az emlékek készítésének képességét, ennek pontos módszerei homályosak voltak.

A kutatók nem voltak biztosak abban, hogy mi akadályozza a hippokampuszt - két csikóhal alakú szerkezet, amely az agy temporális lebenyében található, és sok hosszú távú emléket állít fel - abban, hogy munkáját elvégezze.

Egy új tanulmányban a Michigani Egyetem kutatói azt találták, hogy az alvással kapcsolatos rezgések - az idegsejtek ritmikus tüzelésének - beavatkozása a hippocampus egyik alszakaszában valószínűleg a tettes.

Eredményeiket a Nature Communications.

A rezgések memória kialakulásában betöltött szerepének tesztelésére a kutatók Nicolette Ognjanovski végzős hallgató vezetésével rögzítették az egerek egy csoportjának kiinduló hippocampalis aktivitását.

Az egereket új környezetbe helyezték, hagyták őket felfedezni, enyhe lábrázkódást kaptak, majd visszatették otthoni ketreceikbe, hogy normálisan pihenjenek és aludjanak.

"Ha egy nappal, vagy akár pár hónappal később visszaviszi az egeret ugyanahhoz a struktúrához, akkor ez a nagyon sztereotípiás félelemre adott válasz, vagyis megfagy" - mondta Dr. Sara Aton, egyetemi adjunktus és a tanulmány vezető szerzője .

"De ha az állat néhány órára alváshiányos lesz a kontextus-sokk párosítás után, az egér másnap nem emlékszik rá."

A kutatók azt találták, hogy normálisan alvó egereknél az alváshoz kapcsolódó rezgések a hippocampus CA1 nevű alszakaszában robusztusabbak voltak a tanulás után.

Ezután új egércsoportot vettek fel, rögzítették a kiindulási hipokampus aktivitásukat, és ugyanazzal a feladattal látták el őket. A kutatók ezen egereknek olyan gyógyszert is adtak, amely gátolja a CA1 gátló idegsejtjeinek kis populációját, amelyek a parvalbumint, a memóriazavarral társuló kalciumkötő fehérjét expresszálják.

A kutatók nem változtattak az állat alvási viselkedésén - rendesen aludtak. De a parvalbumint expresszáló neuronok aktivitásának kikapcsolása megzavarta a környező CA1 neuronok ritmikus tüzelését, miközben ezek az állatok aludtak.

A parvalbumin-expresszáló sejtek elnyomása úgy tűnt, hogy teljesen eltünteti a tanulással összefüggő oszcillációk növekedését az egér hippokampuszának azon szakaszában.

"Van egy régi tétel, amelyet Hebb törvényének hívnak, vagyis" együtt tűz, huzal össze "- mondta Aton. "Ha sikerül két idegsejtet nagy rendszerességgel tüzelni egymás közvetlen közelében, akkor nagy valószínűséggel befolyásolni fogja a közöttük lévő kapcsolatok erősségét."

Amikor az idegsejteket rendszeresen és ritmikusan nem lőtték össze, az egerek elfelejtették, hogy félelmetes összefüggés van a feladatukkal.

"A tanulás szempontjából oly kritikus domináns oszcillációs aktivitást a hippocampus teljes sejtpopulációjának nagyon kis része irányítja" - mondta Ognjanovski, a tanulmány első szerzője is.

„Ez megváltoztatja annak elbeszélését, hogy mit értünk a hálózatok működéséhez. A parvalbumin sejtek által vezérelt oszcillációk a globális hálózati változásokhoz vagy a stabilitáshoz kapcsolódnak. Az emlékeket nem egyetlen cellában tárolják, hanem a hálózaton keresztül terjesztik. "

A kutatók összehasonlították az idegsejtek kapcsolatának stabilitását a kontrollcsoport és az a csoport között, amelynek alvásingadozásai megszakadtak.

Megállapították, hogy nemcsak a kapcsolatok voltak erősebbek a kontrollcsoportban a tanulási kísérlet után, hanem ezek az idegsejtek is erősebbek voltak. Ezeket a változásokat blokkolták, amikor az alvással járó hippocampus oszcillációit kísérletileg megszakították.

"Úgy tűnik, hogy ez a neuronpopuláció, amely alvás közben ritmust generál az agyban, bizonyos információs tartalmat nyújt az emlékek megerősítéséhez" - mondta Aton.

"Úgy tűnik, maga a ritmus a legkritikusabb rész, és valószínűleg miért kell aludnia ahhoz, hogy kialakulhasson ezek az emlékek."

Forrás: Michigani Egyetem