Консолидация памяти определяется как зависящий от времени процесс, посредством которого недавний усвоенный опыт преобразуется в долговременную память, предположительно, за счет структурных и химических изменений в нервной системе.
Считается, что основной структурой головного мозга, отвечающей за консолидацию памяти, является гиппокамп. Группа нейробиологов, под руководством Томаса Дж. МакХью из Центра науки о мозге RIKEN, провела испытания на мышах для выявления области гиппокампа в которой объединяются воспоминания во время сна. Исследование опубликовано в журнале Neuron.
Гиппокамп является частью лимбической системы, участвующей в формировании эмоций, консолидации памяти и пространственной навигации. Помимо этого, он генерирует тета-ритм при удержании внимания. Предположительно гиппокамп выделяет и удерживает в потоке внешних стимулов важную информацию, выполняя функцию кратковременной памяти, и функцию последующего её перевода в долговременную. Этот процесс был связан с характерными паттернами мозговых волн.
Нейробиологи из RIKEN заинтересовались, как область гиппокампа CA2 способствует островолновой пульсационной активности в CA1 которая вызывает избирательную реактивацию нейронных цепей, связанных с недавним опытом.
Острые волновые пульсации (sharp-wave ripples, SWR) — это колебательные паттерны электрической активности в гиппокампе мозга млекопитающих, которые можно увидеть на ЭЭГ во время неподвижности или сна. SWR состоят из волн острой формы и большой амплитуды, и связанных с ними быстрых колебаний, известных как «рябь» ЭЭГ. Эти колебания, как полагают, играют важную роль в управлении процессами консолидации памяти и последующей долгосрочной стабилизации вновь приобретенных паттерновпространственной памяти.
До недавних пор считалось, что область гиппокампа CA2 отвечает, в основном, за социальное распознавание, однако ученых заинтересовало, есть ли другие функции у данной области гиппокампа.
Исследование Томаса Дж. МакХью проводилось на самцах мышей в возрасте от 3 до 5 месяцев. Их содержали в клетках из прозрачного оргстекла. В помещении поддерживались комфортная для грызунов температураивлажность, а также был установлен 12-часовой цикл суток «день/ночь» (свет включался с 8:00 до 20:00, поскольку мыши – ночные животные). После вживления в гиппокамп мышей многоканальных электродов,мышей содержали одиночно. Примерно через две недели после имплантации началась запись данных, как только появлялись необходимые паттерны ЭЭГ.
Нейроны у мышей в области CA2 аккуратно отключали хемогенетически на короткие промежутки времени. Ночью, во время бодрствования, мыши изучали экспериментальную среду, а во время отдыха проводились исследования, как эта временная инактивация CA2 влияет на формирование памяти.
«Формирование памяти обычно происходит через дискретную, последовательную реактивацию подмножеств нейронов, связанных с конкретным опытом, — объясняет Томас Дж. МакХью. — Но когда мы временно подавили CA2, эти различные переживания были активированы одновременно во времени, что могло привести к помехам и проблемам в консолидации памяти».
Таким образом ученым удалось подтвердить гипотезу о том, что роль участка CA2 в гиппокампе заключается не только в социальном взаимодействии, но и влияет на организацию процесса запоминания в целом.
Текст: Александра Безродная