Fare Çalışması, Uyku Eksikliğinin Hafıza Oluşturmayı Nasıl Etkilediğini Gösteriyor

Bilim adamları, uykusuzluğun öğrenme ve anı oluşturma becerisine müdahale edebileceğini bilseler de, bunun gerçekleştiği kesin yöntemler belirsizdi.

Araştırmacılar, beynin temporal lobunda yer alan ve birçok uzun süreli anının oluşturulduğu deniz atı şeklindeki iki yapı olan hipokampusun işini yapmasını engelleyen şeyin ne olduğundan emin değillerdi.

Şimdi, yeni bir çalışmada, Michigan Üniversitesi araştırmacıları, hipokampusun bir alt bölümünde uyku ile ilişkili salınımlara - nöronların ritmik ateşlenmesine - müdahale etmenin muhtemelen suçlu olduğunu keşfettiler.

Sonuçları yayınlandı Doğa İletişimi.

Osilasyonların hafıza oluşumundaki rolünü test etmek için, yüksek lisans öğrencisi Nicolette Ognjanovski liderliğindeki araştırmacılar, bir grup farenin temel hipokampal aktivitesini kaydetti.

Fareleri yeni bir ortama yerleştirdiler, keşfetmelerine izin verdiler, hafif bir ayak şoku verdiler, sonra normal şekilde dinlenmeleri ve uyumaları için ev kafeslerine koydular.

Yardımcı doçent ve makalenin kıdemli yazarı Dr. Sara Aton, "Fareyi bir gün veya hatta birkaç ay sonra aynı yapıya geri döndürürseniz, çok kalıplaşmış bir korku tepkisine sahip olacaklar, yani donacaklar" dedi. .

"Ama bir hayvanı bu bağlam-şok eşleşmesinden birkaç saat sonra uykudan mahrum bırakırsanız, fare ertesi gün bunu hatırlamaz."

Araştırmacılar, normalde uyuyan farelerde, hipokampusun CA1 adı verilen bir alt bölümündeki uyku ile ilişkili salınımların, öğrendikten sonra daha güçlü olduğunu buldular.

Daha sonra yeni bir grup fare aldılar, başlangıçtaki hipokampal aktivitelerini kaydettiler ve onlara aynı görevi tamamlattılar. Araştırmacılar ayrıca bu farelere, bellek disfonksiyonuyla ilişkili bir kalsiyum bağlayıcı protein olan parvalbumin eksprese eden CA1'de küçük bir inhibitör nöron popülasyonunu inhibe etmek için bir ilaç verdiler.

Araştırmacılar, hayvanın uyku davranışını değiştirmediler - normal uyudular. Ancak parvalbumin ifade eden nöronların aktivitesini kapatmak, bu hayvanlar uyurken çevredeki CA1 nöronlarının ritmik ateşlemesini bozdu.

Parvalbumin eksprese eden hücrelerin bastırılması, farenin hipokampüsünün o bölümündeki normal öğrenmeyle ilişkili salınımlardaki artışı tamamen ortadan kaldırdığı görüldü.

Aton, "Hebb Yasası adlı eski bir teorem var," Birlikte ateş edin, birleştirin "dedi Aton. "Eğer iki nöronu birbirine çok yakın bir yerde büyük bir düzenli olarak ateşleyebilirseniz, aralarındaki bağlantıların gücünü büyük olasılıkla etkileyeceksiniz."

Nöronların düzenli ve ritmik olarak birlikte ateşlenmeleri engellendiğinde, fareler görevleriyle herhangi bir korkulu ilişki olduğunu unuttu.

Yine çalışmanın ilk yazarı olan Ognjanovski, "Öğrenme için çok kritik olan baskın salınım aktivitesi, hipokampustaki toplam hücre popülasyonunun çok küçük bir kısmı tarafından kontrol ediliyor" dedi.

"Bu, ağların nasıl çalıştığına dair ne anladığımızın anlatısını değiştiriyor. Parvalbumin hücrelerinin kontrol ettiği salınımlar, küresel ağ değişiklikleri veya stabilite ile bağlantılıdır. Anılar tek hücrelerde depolanmaz, ağ aracılığıyla dağıtılır. "

Araştırmacılar ayrıca nöronların kontrol grubu ile uyku salınımları bozulan grup arasındaki bağlantılarının kararlılığını da karşılaştırdı.

Kontrol grubundaki bağlantıların öğrenme denemelerinden sonra daha güçlü olduğunu, aynı zamanda bu nöronal bağlantıların da daha güçlü olduğunu buldular. Uyku ile ilişkili hipokampal salınımlar deneysel olarak bozulduğunda bu değişiklikler bloke edildi.

Aton, "Uyku sırasında beyinde ritimler üreten bu nöron popülasyonu, hatıraları güçlendirmek için bazı bilgi içeriği sağlıyor gibi görünüyor" dedi.

"Ritimin kendisi en kritik kısım gibi görünüyor ve muhtemelen bu anıları oluşturmak için neden uykuya ihtiyacınız var."

Kaynak: Michigan Üniversitesi