Команда под руководством исследователей из Института Кахала (Мадрид), входящего в Испанский национальный исследовательский совет (CSIC), в сотрудничестве с коллегами из Национальной больницы параплегиков в Толедо (Испания) и Университета обнаружила некоторые основные процессы, лежащие в основе консолидации памяти. Сегеда (Венгрия). Работа, опубликованная в Neuron, определяет некоторые электрические события, ответственные за конкретную нейронную активность в гиппокампе: области мозга, играющей фундаментальную роль в эпизодической памяти.
В исследовании, выделенном на обложке журнала, исследователи использовали машинное обучение для изучения электрической активности мозга во время реактивации памяти. "Используя искусственные нейронные сети, мы смогли идентифицировать электрические отпечатки, связанные с событиями с аналогичным информационным содержанием, предположительно, кодируя тот же след памяти. Используя сложные экспериментальные методы, нам удалось выделить активность отдельных нейронов во время этих «воспоминаний»" объясняет Лизет Менендес де ла Прида, исследователь Института Кахала, руководившая работой.
Как наблюдали исследователи в своем исследовании, активность клеток гиппокампа точно модулируется во время реактивации следов памяти. "Мы видели, что большинство клеток гиппокампа остро реагируют на «возбуждение» и «торможение» как на своего рода клеточный инь-янь таким образом, что участие отдельных нейронов следов памяти чрезвычайно избирательно," объясняет Мануэль Валеро, первый автор статьи.
"Только те нейроны гиппокампа, несущие информацию о памяти, которую необходимо реактивировать, будут получать больше «возбуждения», чем «торможения», чтобы быть смещенным для определенного следа памяти. Этот механизм наделяет гиппокамп способностью реактивировать отдельные воспоминания без слияния информации."
Кроме того, исследователи показывают, что дисбаланс между «возбуждением» и «торможением», характерный для некоторых заболеваний мозга, таких как эпилепсия, может иметь катастрофические последствия для воспоминаний. "При эпилепсии мы видим связь между этим механизмом и дефицитом памяти. Наши данные предполагают, что изменение баланса возбуждения-торможения не только способствует эпилептической активности, но и разрушает отдельные следы памяти во время консолидации, как неразрывная смесь," объясняет Менендес де ла Прида.
Гиппокамп, жизненно важный для создания памяти
Как отмечают исследователи, функция гиппокампа в памяти была раскрыта известным пациентом HM. "После того, как ему была сделана двусторонняя хирургическая резекция обоих гиппокампа для лечения эпилепсии, он не смог сформировать новые эпизодические воспоминания."
Менендес де ла Прида объясняет, что с развитием нейробиологии становится все более очевидным, что гиппокамп может играть двойную роль в формировании памяти. "Во-первых, он представляет информацию о времени и месте, где вы находитесь в данный момент, посредством последовательности нейронной активности, которая сигнализирует о вашем местоположении в комнате и некоторых других временных непредвиденных обстоятельствах"
Валеро добавляет, "Как только эта информация собрана, ее необходимо преобразовать в долговременную память. Это происходит в гиппокампе посредством процесса, называемого консолидацией. Во время консолидации нейронные последовательности, уже активированные во время опыта, воспроизводятся несколько раз с высокой скоростью. Это процесс, который требует больших затрат энергии, чтобы оставить электрический след". Этот след, кажется, теперь легче обнаружить в явно шумной мозговой деятельности.