Как се избират спомените за съхранение?

резюме: Изследователите разкриха как мозъкът избира кои ежедневни преживявания иска да превърне в дългосрочни спомени по време на сън и посочиха „шипове“ в хипокампуса като решаващ механизъм. Това явление предполага, че е по-вероятно събития, последвани от резки пикове, да бъдат консолидирани в трайни спомени. Изследването разкрива, че тези пикове се появяват по време на периоди на спиране на бездействие, които следват сетивни преживявания, и действат като естествена сигнална система за рестартиране и укрепване на определени невронни модели в съня, като по този начин улесняват формирането на паметта.

Ключови факти:

1. Остри вълни вълни като маркери на паметта: Преживявания, последвани от резки пикове в хипокампуса, е по-вероятно да се превърнат в дългосрочни спомени.
2. Пауза на неактивност и рестартиране на паметта: Тези вълни се появяват по време на паузи след събуждане, като маркираните модели се активират отново по време на сън.
3. Възможност за подобряване на паметта: Разбирането на острите дължини на вълните може да доведе до бъдещи лечения или устройства, които могат да подобрят паметта или да облекчат травматичните спомени.

източник: NYU Langone

През последните десетилетия невролозите демонстрираха идеята, че някои ежедневни преживявания се трансформират от мозъка в постоянни спомени по време на сън същата нощ.

Сега ново проучване предлага механизъм, който определя кои спомени са оценени като достатъчно важни, за да останат в мозъка, за да може сънят да стане постоянен.

Проучването, проведено от изследователи от Медицинския факултет Гросман на Нюйоркския университет, се върти около мозъчните клетки, наречени неврони, които „задействат“ – или причиняват колебания в баланса на техните положителни и отрицателни заряди – за предаване на електрически сигнали, които кодират спомени.

Големи групи от неврони в мозъчна област, наречена хипокампус, се запалват заедно в ритмични цикли, създавайки последователности от сигнали в рамките на милисекунди един от друг, които могат да кодират сложна информация.

Наречени „остри шипове“, тези „писъци“, насочени към останалата част от мозъка, представляват почти синхронното задействане на 15 процента от невроните на хипокампа, наречени на формата, която приемат, когато тяхната активност се улавя от електроди и се записва на записващо устройство . Графика.

Докато предишни проучвания са свързвали вълните с формирането на памет по време на сън, новото проучване е публикувано онлайн в списанието науки На 28 март беше установено, че събития през деня, непосредствено последвани от 5 до 20 резки пика, се повтарят по-често по време на сън и след това се консолидират в трайни спомени. Събития, последвани от много малко или никакви резки пикове, не успяха да създадат трайни спомени.

„Нашето проучване установява, че шиповете са физиологичният механизъм, който мозъкът използва, за да реши какво да запази и какво да изхвърли“, каза старши автор на изследването Gyorgy Buzaki, MD, Ph.D., Ph.D., професор по неврология в катедрата по неврология в университета Бигс. Неврология и физиология в NYU Langone Health.

Разходете се и спрете

Новото изследване се основава на добре познат модел: бозайниците, включително хората, изживяват света за няколко мига, след това спират, след това преживяват още малко, след което отново спират. След като обърнем внимание на нещо, казват авторите на изследването, изчисленията на мозъка често преминават в „спящ“ режим на преоценка. Такива моментни паузи се случват през целия ден, но по-дълги периоди на забавяне се случват по време на сън.

Buzsaki и колегите му по-рано са показали, че резки пикове не се появяват, докато активно изследваме сензорна информация или се движим, а само по време на паузи преди или след.

Настоящото проучване установи, че шиповете представляват естествен механизъм за етикетиране по време на тези паузи след опити за събуждане, като белязаните невронни модели се активират отново по време на сън след изпълнение на задачата.

Най-важното е, че е известно, че острите шипове се състоят от „клетки на място“ в хипокампуса, които се задействат в определен ред, който кодира всяка стая, в която влизаме, и всеки ръкав на лабиринта, в който мишката влиза.

Що се отнася до запомнените спомени, същите тези клетки се активират с висока скорост, докато спим, „възпроизвеждайки записаното събитие хиляди пъти на нощ“. Този процес укрепва връзките между участващите клетки.

За настоящото изследване последователни лабиринти, извършени от изследвани плъхове, бяха проследени чрез електроди от популации от хипокампални клетки, които постоянно се променят с течение на времето, въпреки записването на много подобни опити. Това разкрива за първи път лабиринт, в който вълните се появяват по време на спиране на будността и след това се възстановяват по време на сън.

Острите скокове обикновено се записват, когато мишката спира, за да се наслади на сладко лакомство след всяко преминаване на лабиринта. Авторите казват, че консумацията на награди подготвя мозъка да премине от изследователски към заседнал режим, така че да могат да се появят резки пикове.

Използвайки двустранни силиконови сонди, изследователският екип успя да запише до 500 неврона едновременно в хипокампуса на животните, докато тичаха през лабиринта. Това от своя страна създава предизвикателство, тъй като данните стават много сложни, тъй като повече неврони се записват независимо.

За да получи интуитивно разбиране на данните, да визуализира невронната активност и да генерира хипотези, екипът успя да намали броя на измеренията в данните, по някои начини като превръщането на 3D изображение в плоско изображение и без да губи целостта на данни.

„Извадихме външния свят от уравнението и разгледахме механизмите, чрез които мозъкът на бозайниците вродено и подсъзнателно маркира някои спомени, за да станат постоянни“, каза първият автор Wan'an (Winnie) Yang, Ph.D., дипломиран студент в университета Бузаки. лаборатория.

„Защо се е развила подобна система остава загадка, но бъдещите изследвания могат да разкрият устройства или лечения, които могат да настроят острите пикове на вълните, за да подобрят паметта или дори да намалят припомнянето на травматични събития.“

Заедно с Drs. Buzsacki и Yang, автори на изследването от Института по невронауки към NYU Langone Health, са Roman Huzar и Thomas Haenmueller. Кирил Киселев от Центъра за неврология на Нюйоркския университет също беше автор, както и Чен Сун от MILA, Квебекския институт за изкуствен интелект в Монреал.

Финансиране: Работата беше подкрепена от субсидии на Националния институт по здравеопазване R01MH122391 и U19NS107616.

Относно тази новина за изследване на паметта

автор: Грегъри Уилямс
източник: NYU Langone
комуникация: Грегъри Уилямс – NYU Langone
снимка: Изображението е кредитирано на Neuroscience News

Оригинално търсене: Затворен достъп.
„Избор на опит за памет чрез остри вълни на вълни в хипокампуса„От György Buzsáki et al. науки

резюме

Избор на опит за памет чрез остри вълни на вълни в хипокампуса

Експериментите трябва да се отбелязват по време на обучението за по-нататъшно консолидиране. Въпреки това, неврофизиологичните механизми, които избират преживявания за постоянна памет, са неизвестни.

Чрез комбиниране на широкомащабни невронни записи при мишки с техники за намаляване на размерността, ние наблюдавахме, че последователните пресичания на лабиринти се проследяват от ансамбли от непрекъснато движещи се неврони, осигурявайки невронни сигнатури както на посетените места, така и на срещаните събития.

Когато състоянието на мозъка се промени по време на потреблението на награда, при някои опити се появиха остри вълнови пикове (SPW-Rs) и тяхното специфично пиково съдържание декодира пробните блокове около тях.

По време на съня след изпитанието SPW-R продължават да възпроизвеждат тези експериментални блокове, които са били многократно реактивирани, докато SPW-R е буден. По този начин, възпроизвеждането на съдържанието на будни SPW-Rs може да осигури неврофизиологичен механизъм за етикетиране за избор на аспекти от опита, които се поддържат и консолидират за бъдеща употреба.