Alexander Vitkovski (alev_biz) wrote,
Alexander Vitkovski
alev_biz

Клетки гиппокампа последовательно организуют воспоминания о событиях

Люди систематизируют воспоминания в фотоальбомах, дневниках или календарях, но как мозг изначально упорядочивает события? Учёные из японского Института мозга RIKEN (RIKEN Brain Science Institute) выяснили, что гиппокамп способен обобщать: он выстраивает последовательность не только мест, но и событий с помощью изменения нейронного кода в мозге крыс. Такие «клетки события» могут быть связующим звеном между информацией о мире и последующим принятием решения. Результаты работы опубликованы в журнале Neuron.

клетки гиппокампа последовательно организуют воспоминания о событиях

Исследователи изучали изменения частоты и времени импульсной активности нейронов в мозге крыс, выполнявших задание на принятие решения. Крысе предъявляли разные комбинации запахов и звуков, после чего животному нужно было сделать выбор: нажать на правый или левый рычаг. При выборе правильной комбинации двух стимулов крысы получали подкрепление в виде воды.

Команда учёных зафиксировала комплексную активность большого количества нейронов в области CA1 гиппокампа крыс. Многие клетки проявили повышенную активность в ответ на один или оба стимула и сохранили такую активность в течение фазы принятия решения. Это значит, что мозг объединял входные сигналы и хранил их в определённом порядке для облегчения последующего выбора.

Считается, что «частота обновления» гиппокампа составляет около 8 Гц (тета-ритм) и определяет, как часто нейроны обновляют свою активность – феномен, именуемый «фазовая прецессия клеток». Исследователей особенно интересовало, как подобная циклическая организация информации меняется при появлении входных сигналов: например, запаха, затем звука – с последующим принятием решения.

Среди нейронов, которые реагировали на запахи, тета-фазовая прецессия возникала только для «предпочтительных» запахов и сопровождалась синхронизацией их активности в тета-ритме. Это происходило в 90 процентах клеток, чувствительных к запаху, и в таком же высоком соотношении в клетках, чувствительных к выбору.

На более глобальном уровне объединения клеток гиппокампа могут также выстраивать тета-последовательность – управляемые последовательные паттерны активности, отражающие местоположение в прошлом, настоящем и будущем в процессе навигации животного. Чтобы проверить, формируется ли последовательность тета-ритма в ответ на непространственную информацию (события) с комбинацией стимулов для обозначения прошлого, настоящего и будущего, учёные выбрали запах, звуковой сигнал и выбор рычага соответственно:

клетки гиппокампа последовательно организуют воспоминания о событиях

Выяснилось, что такие последовательности действительно возникали. Удалось даже «декодировать», отражали ли импульсы (спайки) нейронов на разных фазах тета-ритма поступающие в режиме реального времени сигналы – запах, звук или принятие решения.

«Спайки, которые синхронизировались по разным фазам цикла, могли даже указывать, сделала ли крыса правильный выбор с получением награды или выбрала неправильную комбинацию стимулов», — отмечает руководитель исследования Сигейоси Фудзисава (Shigeyoshi Fujisawa).

На последнем этапе исследования условия изменили на противоположные: комбинации звука и запаха, которые раньше приводили к награде, стали неправильными и наоборот. Крысы обучились новым взаимосвязям за несколько дней, и клеточная активность их мозга тоже адаптировалась: наблюдалась фазовая прецессия и синхронизация, как и до изменения условий эксперимента.

Исследователи предполагают, что функция гиппокампа как механизма, лежащего в основе эпизодической и пространственной памяти, заключается в организации сетей из связанных элементов, будь то местоположение или события.

Текст: Светлана Завалишина

Ссылка на источник

Tags: исследования, мозг, нейробиология, нейроновости, обучение, память
promo alev_biz december 11, 14:43 495
Buy for 20 tokens
Приглашаем всех принять участие в нашем френдмарафоне. Данный журнал создан в поддержку социального портала ALEV, целью которого является освещение проблем связанных с благотворительностью в любых её проявлениях и научными достижениями связанными со здоровьем и инклюзией. Как единоличный…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments