Во время сна мозг освобождает память, временно отключая определённые нейроны в гиппокампе. Это позволяет нам непрерывно учиться, не перегружая мозг. Этот процесс, известный как консолидация памяти, играет ключевую роль в формировании и сохранении воспоминаний.
Исследователи обнаружили, что различные области гиппокампа участвуют в этом процессе, особенно CA2. Эта область помогает перезапустить цепи памяти.
Учёные полагают, что понимание этого механизма может привести к улучшению памяти или даже потенциальному стиранию травматических воспоминаний. Это исследование даёт нам представление о том, почему сон так важен для поддержания когнитивных функций и памяти.
Хотя всем известно, что хороший ночной сон помогает восстановить энергию, новое исследование Корнеллского университета показало, что сон также восстанавливает ещё одну важную функцию — память.
Когда мы изучаем что-то новое или получаем новый опыт, это активирует нейроны в гиппокампе — области мозга, ответственной за память. Позже, во время сна, эти же нейроны повторяют тот же образец активности, позволяя мозгу консолидировать воспоминания. Эти воспоминания затем сохраняются в большей области, называемой корой головного мозга.
Но как получается, что мы можем продолжать учиться новому на протяжении всей жизни, не исчерпывая при этом все наши нейроны? Ответ на этот вопрос даёт новое исследование, опубликованное в Science.
Учёные обнаружили, что в определённое время во время глубокого сна определённые части гиппокампа временно замолкают, позволяя нейронам перезагрузиться. Этот механизм позволяет мозгу повторно использовать те же ресурсы для нового обучения на следующий день.
Гиппокамп состоит из трёх областей: СА1, СА2 и СА3. СА1 и СА3 участвуют в кодировании пространственных и временных воспоминаний и хорошо изучены. Меньше известно о СА2, который, как показало текущее исследование, вызывает заглушение и перезагрузку гиппокампа во время сна.
Исследователи имплантировали электроды в гиппокамп мышей, что позволило им записывать активность нейронов во время обучения и сна. Они обнаружили, что во время сна нейроны в областях СА1 и СА3 воспроизводят те же нейронные паттерны, которые развивались во время обучения в течение дня. Однако они также заметили, что во время сна активность в этих областях временно затихает.
Считается, что клетки, называемые пирамидными нейронами, являются активными нейронами, важными для функциональных целей, таких как обучение. Другой тип клеток, называемый интернейронами, имеет различные подтипы. Исследователи обнаружили, что в мозге есть параллельные цепи, регулируемые этими двумя типами интернейронов: один регулирует память, а другой позволяет сбрасывать воспоминания.
Исследователи полагают, что теперь у них есть инструменты для улучшения памяти, работая с механизмами консолидации памяти. Эти знания можно применять, когда функция памяти даёт сбои, например, при болезни Альцгеймера. Также есть доказательства для изучения способов стирания негативных или травматических воспоминаний, которые затем могут помочь в лечении таких состояний, как посттравматическое стрессовое расстройство.
Результат помогает объяснить, почему всем животным необходим сон не только для закрепления воспоминаний, но и для перезагрузки мозга и поддержания его работы в часы бодрствования.
Литература
“A hippocampal circuit mechanism to balance memory reactivation during sleep” by Azahara Oliva et al. Science
