Nová studie u myší naznačuje vzpomínky na místa „drift“ přes mozek, protože jsou přenášeny různými sadami neuronů v průběhu času.
Historicky si neurovědci mysleli, že vzpomínky na umístění a rysy našeho bezprostředního prostředí byly kódovány specifickými “Umístěte buňky„Tyto buňky na místě, umístěné v klíčovém paměťovém centru zvaném HippocampusRozsvítí se, když savec vstoupí do konkrétního prostředí, kterému odpovídají – řekněme, dveře do domu nebo vodopádu na turistické stezce. Předpokládalo se, že aktivace těchto míst buněk působila jako druh mapy v mozku kódováním trvalých vzpomínek na konkrétní místa a umožnila navigaci.
„Vrátíme se zpět do šedesátých a sedmdesátých let, v podstatě jsme si mysleli, že (prostorové) vzpomínky byly kódovány specifickými neurony v mozku,“ řekl autor starší studie Daniel Dombeckprofesor a hlavní vyšetřovatel neurobiologie na Northwestern University. „To byla myšlenka asi 30, 40 let – asi před 10 lety.“
V roce 2013, papír v časopise Neurověda přírody Zamíchal nějakou kontroverzi a „foukala mysl každého,“ řekl Dombeck. Studie použila novější techniky k prozkoumání buněk v hippocampu myši, což odhalilo, že reprezentace míst mozku nebyla téměř tak konzistentní, jak se kdysi myslelo. Některé buňky důsledně reaktivovaly, když byly myši znovu a znovu vráceny do bludiště, ale celkově skupina aktivních neuronů kolísala. Spíše než být statickou „mentální mapou“ se tyto prostorové reprezentace změnily v průběhu týdne dlouhého experimentu.
Tento jev se stal známým jako „hippocampální reprezentativní drift“, ale myšlenka se splnila určitým zpětným zpěvem. Někteří vědci přemýšleli, zda se posuny v mozkové aktivitě ve skutečnosti týkaly změn v prostředí myší – možná vůně nebo zvuky v bludišti se lišily mezi koly experimentu, nebo hlodavci se pohybovali bludištěm pomaleji nebo rychle v daném kole.
Ve své nové studii, publikovaná ve středu (23. července) v časopise PřírodaDombeck a jeho tým se rozhodli ovládat tyto neslušné proměnné a udělali tak pomocí virtuální reality a malý běžecký pás.
Související: Může vašemu mozku dojít paměť?
V každém kole experimentu byly myši umístěny na běžecký pás obklopený obrazovkami. Běžecký pás se podobně jako řídík videoher choval jako potrubí pro myši, aby prozkoumaly virtuální bludiště, které bylo pokaždé úplně stejné. Tým by pak mohl přímo porovnat pokusy, kde myši procházely stejnou rychlostí, čímž se tuto variabilitu odstranilo.
Navíc byl na nosu každého hlodavce umístěn kužel, aby během každého kola čerpal do stejné vůně a na pozadí se hrál bílý šum, aby se normalizovala sluchová krajina.
Když myši navigovaly virtuální bludiště, vědci sledovali aktivitu svých hippocampálních buněk v reálném čase. Udělali to otevřením fyzického okna do mozku a zavedením látky, která se zářila, když byly aktivovány mozkové buňky. Poté mohli tuto záři sledovat pod mikroskopem. Toto nastavení neomezuje dlouhověkost laboratorních myší, aby mohly experimentovat znovu a znovu v průběhu studie, poznamenal Dombeck.
Tím, že tak pevně ovládá životní prostředí: „Byl jsem si jistý, že tento reprezentativní drift snížíme,“ řekl Live Science. „Byl jsem si jistý, že paměť bude vypadat stabilnější během dní – a to není to, co jsme našli.“
Tým poznamenal, že pouze malá podmnožina buněk – asi 5% až 10% zaznamenaných – se chovala jako konvenční místo v místech, v každém kole se neustále rozsvítily. Tyto stabilní buňky byly také celkově nejúžasnější, což znamená, že častěji vystřelily v reakci na stimul. Ve skutečnosti by tým mohl předpovídat, které buňky se nejméně pravděpodobně unášejí na základě jejich úrovně excitability. Mezitím byly méně excitovatelné buňky mnohem náchylnější k driftu.
Proč tedy k tomuto driftu dochází? „Může to být mechanismus, který mozek používá k rozdělení vysoce podobných zážitků do diskrétních individuálních vzpomínek, abychom k nim mohli přistupovat samostatně později,“ navrhl Dombeck. Takže i když byste se mohli opakovaně vrátit na místo – práci, školu nebo oblíbený park – přesto můžete odlišit různé návštěvy ve své mysli.
Jinými slovy, drift může být způsob, jak mozek sledovat plynutí času, řekl.
Dombeck má podezření, že tento typ driftu ovlivňuje Epizodické vzpomínkyObecně se jedná o konkrétní osobní zkušenosti, které se odehrávaly na konkrétních místech a časech. Jiné typy paměti – například Motor vzpomínkyO naučených dovednostech pohybu – v mozku může být reprezentováno odlišně.
Studie měla několik omezení. Za prvé, přístup k nahrávání mozku použitý ve studii zachytil pouze zlomek buněk v hippocampu myši-možná 1% svých stovek tisíc neuronů. Ale na základě minulých studií se tým podezřívá z podobných procesů v celém hippocampu.
Kromě toho není výzkum u myší zaručen, že se bude vztahovat na člověka. Ale Dombeck řekl, že by očekával, že procesy pozorované v této myší studii budou „docela podobné“ těm, které se odehrávají v lidském hippocampu. Protože buňky hippocampu jsou s věkem méně vzrušující, mohlo by to být to, že paměť se zhoršuje s věkem částečně, protože těch několik stabilních buněk v jádru našich vzpomínek ztratí excitabilitu, navrhl Dombeck.
„Kdybychom mohli nějak vyladit excitabilitu našich neuronů nebo udržet tuto excitabilitu v průběhu času, pravděpodobně bychom si mohli udržet paměť,“ spekuloval Dombeck. Tato myšlenka však bude muset být podpořena dalším výzkumem.
