Нейроны в мозге взаимодействуют, отправляя друг другу химические сообщения, так называемые нейротрансмиттеры. Гамма-аминомасляная кислота (ГАМК) является наиболее распространенным тормозным нейротрансмиттером, который важен для сдерживания нейронной активности, не позволяя нейронам становиться слишком возбужденными, а также от чрезмерной активности или реакции на нерелевантные стимулы.
Исследователи из школы психологии Ноттингемского университета под руководством доктора Тобиаса Баста обнаружили, что нарушение тормозной нейротрансмиссии и аномально повышенная активность гиппокампа ухудшают нашу память и внимание.
Их последнее исследование -"Нервное растормаживание гиппокампа вызывает дефицит внимания и памяти"- опубликовано в академическом журнале Cerebral Cortex, имеет значение для понимания когнитивных нарушений при различных расстройствах мозга, включая шизофрению, возрастное снижение когнитивных функций и болезнь Альцгеймера, а также для лечения когнитивных нарушений.
Гиппокамп – часть мозга, которая находится в наших височных долях – играет важную роль в нашей повседневной памяти о событиях, а также о том, где и когда они происходят – например, вспоминая, где мы припарковали машину, прежде чем идти за покупками.
Это исследование показало, что отсутствие сдерживания нервных импульсов в гиппокампе нарушает зависимую от гиппокампа память; кроме того, такая аберрантная активация нейронов в гиппокампе также нарушала внимание – когнитивную функцию, которая обычно не требует гиппокампа.
Повышенная активность может быть более вредной, чем ее снижение
Доктор Баст сказал: "Наше исследование, проведенное на крысах, подчеркивает важность ГАМКергического ингибирования в гиппокампе для работы памяти и внимания. Обнаружение того, что неправильное торможение нарушает память, предполагает, что память зависит от хорошо сбалансированной нейронной активности в гиппокампе, причем как слишком много, так и слишком мало вызывают нарушения. Это важный вывод, поскольку традиционно нарушения памяти в основном связаны со снижением активности или поражением гиппокампа.
"Наш второй важный вывод заключается в том, что неправильное торможение, ведущее к повышенной нервной активности в гиппокампе, нарушает внимание – когнитивную функцию, которая обычно не требует гиппокампа, но зависит от префронтальной коры головного мозга. Вероятно, это отражает наличие очень сильных нейронных связей между гиппокампом и префронтальной корой. Наше открытие предполагает, что аберрантная активность гиппокампа оказывает влияние на префронтальную кору, тем самым нарушая внимание."
"В целом, наши новые результаты показывают, что повышенная активность области мозга из-за неправильной тормозной нейротрансмиссии может быть более пагубной для когнитивной функции, чем снижение активности или поражение. Повышенная активность в области мозга может нарушить не только функцию самой области – в данном случае память, зависящую от гиппокампа, – но также функцию других областей, с которыми она связана, – в данном случае внимание, зависящее от префронтальной коры."
Добавление к существующим результатам исследований
Исследование доктора Баст мотивировано недавними клиническими данными о том, что пациенты с ранней стадией шизофрении, возрастным снижением когнитивных функций и болезнью Альцгеймера демонстрируют неправильное торможение и повышенную активность в гиппокампе. Новое исследование, в котором ингибирование в гиппокампе крыс было нарушено до того, как животные приняли участие в тестах внимания и памяти, показало, что такое неправильное торможение и аберрантная активность в гиппокампе вызывают такие нарушения памяти и внимания, которые наблюдаются у пациентов.
Это исследование дополняет недавние результаты команды, в которой они обнаружили, что внимание было нарушено из-за неправильного торможения и повышенной активности в префронтальной коре, области мозга, важной для внимания.
Доктор Баст сказал: "В целом, эти результаты подчеркивают, что высшие функции мозга, такие как внимание и память, зависят от хорошо сбалансированной нейронной активности в основных областях мозга."
Возможная цель для новых методов лечения
Это исследование имеет важное значение для лечения когнитивных нарушений.
Результаты показывают, что простое повышение активности ключевых центров памяти и внимания в головном мозге (гиппокампа и префронтальной коры), что является давней стратегией улучшения когнитивных функций, не обязательно улучшит память и внимание, но может фактически нарушают эти функции. Важно сбалансировать деятельность в этих регионах.
Доктор Баст сказал: "Одна из возникающих идей состоит в том, что ранние стадии когнитивных расстройств, таких как шизофрения и возрастное снижение когнитивных функций и болезнь Альцгеймера, характеризуются ошибочным торможением и чрезмерной активностью; эта избыточная нервная активность приводит затем к повреждению нейронов и снижению активности мозга, характерным для более поздних стадий этих расстройств. Таким образом, раннее восстановление баланса аберрантной активности может не только восстановить внимание и память, но и предотвратить дальнейшее снижение.
"У нас есть новые исследования, направленные на поиск лекарств, которые могут сбалансировать нейронную активность в гиппокампе и префронтальной коре, а также восстановить память и внимание."