Během výuky a získávání paměti mozkové buňky sledují rytmické vzorce

Výzkumný tým z Fakultní nemocnice Bonn (UKB), University of Bonn a Medical Center – University of Freiburg získal nové poznatky o mozkových procesech zapojených do kódování a získávání nového obsahu paměti. Studie je založena na měření jednotlivých nervových buněk u lidí s epilepsií a ukazuje, jak sledují vnitřní rytmus. Práce byla nyní publikována v časopise Nature Communications.

„Similar to members of an orchestra who follow a common beat, the activity of nerve cells appears to be linked to electrical oscillations in the brain, occurring one to ten times per second. The cells prefer to fire at specific times within these brain waves, a phenomenon known as theta-phase locking,“ says first author and postdoctoral researcher at the University of Bonn, Dr. Tim Guth, who recently joined the Cognitive and Translational Neuroscience group na UKB z lékařského centra – University of Freiburg.

Výzkumný tým vedený Timem Guthem a Lukasem Kunzem zjistil, že interakce mezi nervovými buňkami a mozkovými vlnami je aktivní jak u učení, tak v zapamatování nových informací – konkrétně ve středním temporálním laloku, centrální oblasti pro lidskou paměť. Ve studii o prostorové paměti však byla síla zamykání nervových buněk během tvorby paměti nezávislá na tom, zda testovací subjekty později dokázaly správně připomenout obsah paměti. „To naznačuje, že blokování theta-fáze je obecným fenoménem systému lidské paměti, ale samotného neurčuje úspěšné stažení,“ říká odpovídající autor Prof. Dr. Lukas Kunz, vedoucí kognitivní a translační neurověd na klinice pro epileptologii v UKB a člen transdisciplinární výzkumné oblasti (TRA) „Life & Health“ na univerzitě a zdraví “.

Interakce nervových buněk a elektrických signálů

Zatímco většina nervových buněk vždy vystřelila ve stejném oscilačním čase, některé nervové buňky zajímavě změnily své preferované načasování mezi učením a zapamatováním. „To podporuje teorii, že náš mozek může oddělit procesy učení a vyhledávání v mozkové vlně, podobně jako členům orchestru, kteří začnou hrát v různých časech v hudbě,“ říká Guth. Studie poskytuje nové poznatky o tom, jak nervové buňky a elektrické signály v mozku interagují, zatímco se vytvářejí nové vzpomínky.

Lepší pochopení těchto procesů by nám mohlo dlouhodobě pomoci, abychom lépe porozuměli poruchám paměti a efektivněji s nimi zacházeli. „

Dr. Lukas Kunz, vedoucí pracovní skupiny kognitivní a translační neurovědy na klinice pro epileptologii na UKB

Výzkumný tým byl schopen pozorovat interakci mezi nervovými buňkami a mozkovými vlnami během procesu paměti ve studii využitím zvláštního rysu epilepsie terapie. Pacienti s zvláště obtížně léčitelným epilepsií mají do mozku implantovány elektrody pro diagnostické účely. Cílem je určit přesný původ epileptických záchvatů, aby se dosáhlo lepších chirurgických výsledků. Tyto implantované elektrody však mohou být také použity k zaznamenávání mozkové aktivity lidského mozku na úrovni jednotlivých buněk. Vědci použili měření provedená v Medical Center – University of Freiburg a chtěli by poděkovat všem pacientům, kteří se této studie zúčastnili.