Используя инновационную технологию NeuroGrid, учёные снова показали, что сон усиливает связь между двумя областями мозга, в которых формируются воспоминания: гиппокампом и корой.
Мы уже писали о том, что, что высокочастотные «всплески» нейронной активности гиппокампа, называемые рябью, имеют самую непосредственную роль в сохранении памяти. Нынешнее же исследование с помощью новой технологии, разработанной в Колумбийском университете Нью-Йорка, подтвердило наличие этой ряби и обнаружило её в определённых областях ассоциациативных зон неокортекса – области на поверхности мозга, которая занимается обработкой сложной сенсорной информации.
Используя ультрасовременную систему NeuroGrid, они сделали возможной одновременную запись нескольких структур мозга крыс, в том числе и глубоких, во время медленного сна (NREM), который продолжается за всю ночь наиболее долго. NeuroGrid состоит из набора крошечных электродов, соединённых вместе, которые укладываются в область мозга так, что каждый электрод может непрерывно контролировать активность одного конкретного набора нейронов.
Команда с удивлением обнаружила, что «рябь» возникает в неокортексе и гиппокампе практически в одно и то же время, что дало им право предполагать, что эти два региона общаются во время сна активно взаимодействуют. Поскольку эта область коры считается долговременной памятью или хранилищем для воспоминаний, исследователи предположили, что этот нейронный «диалог» помогает мозгу сохранять информацию.
Чтобы проверить эту идею, они исследовали активность мозга во время медленного сна у крыс, обученных находить награды в лабиринте, и у крыс, которые исследовали лабиринт случайным образом. В последней группе животных работа гиппокампа и коры не синхронизировалась ни перед изучением лабиринта, ни после. исследовать лабиринт, чем потом. У обученных же учебная задача усиливала перекрестную активацию между этими областями, а вторая тренировка еще больше её повышала, указывая, что такая связь очень важна для создания и хранения воспоминаний.
Группа надеется использовать NeuroGrid у людей, перенёсших операцию на головном мозге по другим причинам, чтобы определить, происходит ли что-то подобное в мозге человека. Исследователи также планируют проверить, могут ли манипуляции этой нейронной активностью влиять на итоговую память.
Работа, опубликованная в Science, частично профинансирована исследовательской программой Brain Research по развитию инновационных нейротехнологий (BRAIN).
Текст: Анна Хоружая