Ученые узнали, как две области мозга конкурируют за контроль над воспоминаниями

Фото из открытых источников

Исследователи из Рурского университета в Бохуме, Германия, изучили влияние двух областей мозга на характер содержания памяти. Команда кафедры нейрофизиологии показала на крысах, как так называемое голубое пятно и вентральная область покрышки постоянно изменяют активность мозга в области гиппокампа, которая имеет решающее значение для формирования памяти.

Эти две области конкурируют друг с другом за влияние, чтобы определить, например, каким образом хранятся эмоционально заряженные и значимые переживания. Харди Хагена и профессор Дениз Манахан-Вон провели исследование с использованием оптогенетики. В процессе они генетически модифицировали крыс таким образом, чтобы определенные нервные клетки могли активироваться или деактивироваться светом.

Результаты исследования были опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Нейротрансмиттеры, такие как дофамин и норадреналин, играют решающую роль в обработке информации. Они могут навсегда изменить способность нервных клеток к общению; это известно как синаптическая пластичность, которая, в свою очередь, обеспечивает клеточную основу для формирования памяти.

Долгосрочная потенциация увеличивает способность соответствующих синапсов к коммуникации, тогда как долгосрочная депрессия синаптической передачи снижает активность определенных синапсов в гиппокампе. Это позволяет сохранять и обновлять опыт.

Голубое пятно и вентральная область покрышки выделяют нейротрансмиттеры в гиппокамп, где происходят процессы обучения. До сих пор не было полностью понятно, в какой степени эти области играют роль в синаптической пластичности и, следовательно, в процессах обучения.

Установлено, что вентральная область покрышки важна для реакций вознаграждения и отвращения, тогда как голубое пятно имеет решающее значение для восприятия новых стимулов и, следовательно, контролирует внимание.

Хагена и Манахан-Вон регистрировали активность синапсов в гиппокампе грызунов. Животные были генетически модифицированы таким образом, что активность определенных клеток голубого пятна и вентральной области покрышки могла либо подавляться, либо стимулироваться светом.

Активация вентральной области покрышки приводила к долговременной потенциации в гиппокампе. Противоположная картина наблюдалась при активации голубого пятна.

Когда исследователи деактивировали вентральную область покрышки в поведенческих экспериментах, долговременная потенциация в гиппокампе подавлялась во время исследования новой среды. И наоборот, когда они деактивировали голубое пятно, долговременная депрессия подавлялась во время исследования особенностей среды.

Гиппокамп может обрабатывать различные аспекты пространственной информации посредством долговременной потенциации и долговременной депрессии. Исследователи теперь определили физиологический процесс, который контролирует эти изменения в синаптической пластичности.

«Мы были удивлены, что эффекты оказались настолько специфичными», — заключает Харди Хагена. «Тот факт, что вентральная область покрышки и голубое пятно индуцируют эти два различных типа синаптической пластичности, дает нам представление о том, как мотивация и внимание влияют на синаптические реакции относительно их релевантности и текущего содержания памяти».