Ритм, который помогает запомнить навсегда

Неврологи Питер Джонас (Peter Jonas) и Йожеф Кшишвари (Jozsef Csicsvari) из Австрийского института науки и технологий обнаружили механизм возникновения колебаний нервного импульса в нейронах мышей, который отвечает за процесс консолидации памяти. Результаты работы опубликованы в журнале Neuron.

Известно, что так называемая пульсация острых волн (sharp wave ripples), происходящая из гипокампа, играет ключевую роль в работе памяти, а именно в «переписывании» воспоминаний из рабочей памяти в долговременную. Но механизм, определяющий их форму и ритм, до сих пор оставался неизвестным.

Свое название этот тип волн получил из-за характерного рисунка, получаемого на электроэнцефалограмме — медленных, остроконечных волн треугольной формы с характерной рябью.

В новом исследовании ученые хотели определить, вызывается ли пульсация временной модуляцией возбуждения или торможения в синапсах — связях нейронов.

«Пульсация острых волн выполняет важную функцию в головном мозге, но механизм их порождения не был установлен до сих пор — вероятно, отчасти из-за технических ограничений в экспериментах. Мы объединили опыт группы профессора Джонаса по записи [активности нейронов] под напряжением с опытом моей группы в анализе электрических сигналов [мозга] во время выполнения различных действий. Эти совместные усилия помогли сделать измерения, не имеющие аналогов», — рассказал Йожеф Кшишвари.

Неврологи обнаружили, что частота эпизодов возбуждения и торможения в синапсах при выработке острых волн была примерно одинаковой, однако ингибирование синапсов все же преобладало.

Авторы исследования предложили модель с участием двух конкретных участков в гиппокампе — СА1 и СА3. В их модели пульсации генерируются сочетанием тонического возбуждения, исходящего из СА3, и стадийного торможения в пределах области СА1.

Цзянь Ган (Jian Gan), первый автор и постдок в группе Питера Джонаса, объясняет последствия временного кодирования информации в области СА1: «В нашей модели пульсации торможение обеспечивает точную синхронизацию работы нейронов. Это может быть важно для повтора активности нейронов и консолидация памяти. Ингибирование [возбуждения нервных клеток] может играть ключевую роль в том, чтобы сделать воспоминания долговременными».

Ранее портал Научная Россия писал о том, что у собак тоже имеется эпизодическая память.