Alexander Vitkovski (alev_biz) wrote,
Alexander Vitkovski
alev_biz

Как мозг строит карты и запоминает их

Для того, чтобы запомнить какой-либо маршрут, мы обычно ищем некие ориентиры, запоминаем их и отталкиваемся в планировании дальнейшего маршрута от их расположения.

Как мозг строит карты и запоминает их
Гиппокамп, окрашенный по методу Brainbow

Исследователи из Германии показали, что происходит в это время с мозгом, а точнее – с гиппокампом, ведь именно он берет на себя основную функцию пространственной памяти. Результаты работы ученые опубликовали в Nature.



Оказывается, не только человек мысленно привязывается к ориентирам, но и сами гиппокампальные нейроны. Мы знаем, что любое воспоминание закодировано в межнейронных связях – синапсах, но до сих пор слабо представляем алгоритм их образования. Для того, чтобы выяснить, как образуются энграммы (функциональные нейронные группы, отвечающие за память), исследователям потребовалась лабораторная мышь и некоторые навыки из области молекулярной биологии.

Как мозг строит карты и запоминает их
Схема эксперимента: мышка с двухфотонным микроскопом, «смотрящим» в прорубленное в гиппокамп окно, сферическая беговая дорожка и экраны виртуальной реальности.

В нейроны гиппокампа мышки пришлось при помощи аденоассоциированного вируса встроить специальные белки, которые светятся из-за повышения внутриклеточной концентрации кальция (а это – прямое свидетельство активации нейрона). Таким образом, ученые могли в режиме реального времени посредством специального микроскопа следить за тем, какие нейроны когда активируются и как они влияют на соседние. То есть, воочию увидеть процесс образования и использования энграмм. Правда, для этого несчастной мышке в буквальном смысле «прорубали» окно для двухфотонного микроскопа в гиппокамп.

После модификации мозга, мышке предлагалось пройти по лабиринту: да не по простому, а по виртуальному. Она сидела на сфере с жестко зафиксированной головой, где могла имитировать движения и повороты, а на экране был изображен сам лабиринт. Пройти его она должна была определенным образом, поэтому за «правильные» повороты животное получали лакомство. Запомнила мышь все нужные повороты довольно быстро и скоро уже без труда проходила лабиринт от начала до конца с одной попытки. Пока она была занята ориентацией на местности, ученые не могли оторваться от наблюдения за ее гиппокампом, а точнее – за зонами CA1 и CA3 в гиппокампе.

В результате они собрали достаточное количество данных, проанализировали их, и вот что выяснил: отдельные нейроны отвечают за конкретные отдельные ориентиры (впрочем, это было известно еще раньше – именно за открытие «клеток места» и других систем навигации в гиппокампе была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине 2014 года Джону О`Кифу и супругам Мозерам). По мере движения между нейронами по цепочке образуются новые и новые связи, в результате чего в гиппокампе создается мини-карта местности. При повторном прохождении маршрута, нейроны активируются в том же порядке и связи между ними укрепляются. Таким образом и запоминается расположение ориентиров и порядок действий при встрече с ними.

В дальнейшем, через пару дней, начнет происходить консолидация памяти – её перевод из краткосрочной в долгосрочную, из гиппокампа в кору («выходящие» пути расположены в зоне CA1). Но это уже совсем другая история…

Кстати, совсем недавно, мы уже публиковали работу исследователей из Франции, которые тоже в прямом эфире смогли наблюдать, как мышка запоминает пройденный путь. В этом тексте, кстати, можно подробно прочитать про то, как делается окно в гиппокамп.

Текст: Дарья Тюльганова





Ссылка на источник

Tags: инструменты и методы, исследования, мозг, нейробиология, нейроновости, память
Subscribe

Posts from This Journal “нейроновости” Tag

Buy for 20 tokens
Глядя на своих детей, каждый из нас рад и спокоен, когда они здоровы, когда смеются, бегают, играют. Когда им не больно. Но есть те, кто видит боль своих детей каждый день, боится отвести глаза, чтобы не потерять своего ребенка, борется за его жизнь. Ирина и Николай Османовы просят Вас о…
  • 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