Az agyhullámok létrehozzák a környezetünk belső térképét

Az agy elektromos rezgései (ritmikus hullámtevékenység) fontos szerepet játszhatnak abban, hogy képesek vagyunk eligazodni a fizikai világban és ezen tapasztalatok alapján tárolni az emlékeket - derül ki egy tanulmányból a Kaliforniai Egyetemen (San Diego).

Az eredmények segíthetnek a tudósoknak megérteni a neurológiai betegségek, például az Alzheimer-kór kiváltó okait.

Az agy egy bizonyos részében a rácssejteknek nevezett idegsejtek egyfajta belső térképet hoznak létre a külvilágról. Ehhez tökéletesen időzített elektromos rezgésekre van szükségük az agy egy másik részéből, hogy afféle idegi pacemakerként szolgálhassanak.

"Ez a munka az első, amely megmutatja, hogy az oszcillációs aktivitás jól meghatározott funkcióval rendelkezik az emlékeket tároló agyterületeken" - mondta Dr. Stefan Leutgeb, az UCSD biológiai adjunktusa, a kutatócsoport élén.

A memória szempontjából fontos agyi komponensek - a hippocampus és a közeli entorhinalis kéreg - az elsők között olyan agyterületek között degenerálódnak, amelyek Alzheimer-kórban degenerálódnak, és olyan problémákhoz vezetnek, mint a memória elvesztése és a dezorientáció. Ez a két agyi régió háromféle neuront tartalmaz, amelyek segítenek a térbeli emlékek létrehozásában, valamint az élettapasztalatok epizodikus emlékeihez szükséges térinformációkban.

Leutgeb és kutatótársai megmérték a rácssejtek elektromos aktivitását patkányokban, amelyek arra késztették őket, hogy egy négy méteres négyzetnyi területet vizsgáljanak meg.

Ezek a rácssejtek, amelyek az entorhinalis kéregben helyezkednek el, létrehozzák és megtartják a külső környezet belső reprezentációját. Ez az ábrázolás rácsszerű térkép, amely ismétlődő egyenlő oldalú háromszögeket tartalmaz, amelyek hatszögletű mintázatban töltik ki a teret. Amint az állat a külső környezetében navigál, az agyában egy bizonyos rácssejt válik aktívvá, amikor az állat helyzete egybeesik a „belső” térképen lévő bármelyik megfelelő csúcssal.

"Megállapításaink fontos állomást jelentenek a memória feldolgozásának megértésében, és irányítani fogják a memória működésének helyreállítására irányuló erőfeszítéseket, amikor az entorhinalis kéreg sejtjei megsérülnek" - mondta Leutgeb.

A kutatók abbahagynák az oszcillációs bemenetet az agy bizonyos pacemakersejtjeinek manipulálásával; felfedezték, hogy ez a rácssejtek környezeti térképeinek jelentős romlását váltotta ki. Érdekes, hogy a pontos helyet jelző agyjeleket és az iránytű jeleket ez a folyamat nem zavarta meg.

„Úgy gondolták, hogy a hippocampust az entorhinalis kéreg irányítja, ezért feltételezték, hogy a rácsos sejtek nagyon nagy hatással lesznek a helysejtekre. Meglepődünk azon, hogy a helysejtek funkciója hogyan marad fenn a rácssejtek működésének jelentős megzavarodása esetén ”- mondta Leutgeb.

"Ez a fontos eredmény azt mutatja, hogy általában jelentős mennyiségű bejövő információt kiküszöbölhet egy agyi áramkörbe anélkül, hogy az agyi áramkör elveszítené a funkcionalitás többségét" - tette hozzá. "Ennek a megállapításnak az a következménye, hogy a memória működésének helyreállításához nem szükséges a sérült idegi áramkörök pontos összerakása, sokkal inkább a legfontosabb komponensek megőrzésével vagy helyreállításával tudunk visszanyerni funkciót."

"Megállapításaink jelentős lépést jelentenek ezen kulcsfontosságú elemek azonosítása felé az emlékezet működésének megőrzése érdekében az idősödő egyéneknél és a neurodegeneratív betegségekben szenvedő betegeknél" - mondta.

A kutatás a folyóirat április 29-i számában jelent meg Tudomány. A Bostoni Egyetem tudósai hasonló eredményekről számolnak be ugyanabban a lapban.

Forrás: Kaliforniai Egyetem