Mozkové vlny vytvářejí interní mapu našeho okolí
Zjištění mohou vědcům pomoci pochopit základní příčiny neurologických onemocnění, jako je Alzheimerova choroba.
V určité části mozku vytvářejí neurony zvané mřížkové buňky ve skutečnosti jakousi vnitřní mapu vnějšího světa. K tomu potřebují dokonale načasované elektrické oscilace z jiné části mozku, aby sloužily jako jakýsi neurální kardiostimulátor.
"Tato práce je první, která demonstruje, že oscilační aktivita má dobře definovanou funkci v oblastech mozku, které ukládají vzpomínky," řekl Dr. Stefan Leutgeb, odborný asistent biologie na UCSD, který vedl tým výzkumníků.
Složky mozku důležité pro paměť - hipokampus a blízká entorinální kůra - patří mezi první oblasti mozku, které při Alzheimerově chorobě degenerují, což vede k problémům, jako je ztráta paměti a dezorientace. Tyto dvě oblasti mozku obsahují tři druhy neuronů, které pomáhají vytvářet prostorové vzpomínky i prostorové informace nezbytné pro epizodické vzpomínky na životní zkušenosti.
Leutgeb a kolegové vědci měřili elektrickou aktivitu buněk mřížky u potkanů, kteří byli vyzváni, aby prozkoumali oblast čtyři stopy po čtyřech.
Tyto buňky mřížky, které se nacházejí v entorhinální kůře, vytvářejí a drží vnitřní reprezentaci vnějšího prostředí. Toto znázornění je mřížková mapa skládající se z opakujících se rovnostranných trojúhelníků, které vyplňují prostor v hexagonálním vzoru. Když se zvíře pohybuje ve svém vnějším prostředí, aktivuje se určitá buňka mřížky v jeho mozku, když se poloha zvířete shoduje s některým z odpovídajících vrcholů na jeho „vnitřní“ mapě.
"Naše nálezy představují hlavní milník v porozumění zpracování paměti a budou řídit snahy o obnovení funkce paměti, když jsou buňky v entorhinální kůře poškozené," řekl Leutgeb.
Vědci by zastavili oscilační vstup manipulací s určitými buňkami kardiostimulátoru v mozku; zjistili, že to způsobilo výrazné zhoršení map prostředí v buňkách mřížky. Zajímavé je, že během tohoto procesu nebyly rušeny mozkové signály, které indikují přesnou polohu, a také signál kompasu.
"Předpokládalo se, že hipokamp je pod kontrolou entorhinální kůry, takže existoval předpoklad, že mřížkové buňky budou mít velmi velký vliv na místní buňky." Překvapuje nás, jak je funkce místních buněk udržována tváří v tvář významnému narušení funkce mřížkových buněk, “uvedl Leutgeb.
"Tento důležitý výsledek ukazuje, že obecně můžete eliminovat značné množství příchozích informací do mozkového okruhu, aniž by mozkový obvod ztratil většinu své funkčnosti," dodal. "Důsledkem tohoto zjištění je, že obnovení funkce paměti nevyžaduje, abychom přesně znovu sestavili poškozené nervové obvody, spíše můžeme znovu získat funkci zachováním nebo obnovením klíčových komponent."
"Naše zjištění jsou hlavním krokem k identifikaci těchto klíčových složek ve snaze zachovat paměťovou funkci u stárnoucích jedinců a u pacientů s neurodegenerativními chorobami," uvedl.
Výzkum je publikován v časopise z 29. dubna Věda. Vědci z Bostonské univerzity uvádějí podobná zjištění v doprovodném článku ve stejném čísle.
Zdroj: Kalifornská univerzita
