Исследование было опубликовано сегодня в журнале Nature Communications.
Как при правильном, так и при неправильном воспроизведении пространственной памяти исследователи могли наблюдать сходные паттерны активации клеток в головном мозге, хотя скорость активации различалась.
«Мы могли видеть, как активируются воспоминания», – сказала Лаура Колгин, доцент неврологии Техасского университета в Остине и ведущий автор статьи. "Это похоже на падение домино. Одна ячейка активируется, а затем загорается следующая."
Колгин и ее команда использовали электрофизиологические записи крыс в лабиринтах и из них, чтобы изучить сигналы в мозгу, когда крысы пытались запомнить, где находится пищевое вознаграждение, и найти его.
Когда крысы запоминали, где находилась пища, и определяли ее местонахождение, в одно и то же время активировалась определенная структура клеток мозга. Эти клетки, называемые клетками места, связаны с воспоминаниями, включающими пространственные отношения и местоположения, и находятся в гиппокампе, участке мозга, где животные, в том числе люди, хранят большую часть своих воспоминаний.
Это также область мозга, которая подвергается дегенерации у пациентов с болезнью Альцгеймера и связанными с ней нарушениями памяти.
«Если мы поймем, что происходит, когда память не извлекается должным образом, это может дать нам представление о том, что происходит с такими расстройствами памяти, как болезнь Альцгеймера», – сказал Колгин.
То, что исследователи увидели у крыс, когда они неправильно указали местоположение, удивило их. Они ожидали увидеть, как клетки сгорают в беспорядке.
То, что они увидели, было той же закономерностью, которая наблюдалась, когда крысы правильно определяли местоположение, но время активации клеток было другим.
«Активация началась позже, и она была медленнее, но сработала та же схема», – сказал Колгин. "В сети может быть меньше энергии для управления клетками, и, возможно, поэтому память не была связана с действием."
Исследование также показало, что в испытаниях, когда крысы запоминали правильное местоположение, они обращались к памяти этого местоположения, когда они отдыхали между тестами, вызывая активацию структуры клеток по мере их ожидания, как человек может практиковать речь перед тем, как произнести Это.
При испытаниях, когда крысы совершали ошибки, они не активировали память о местоположении до того, как они вошли в лабиринт.
Одна из долгосрочных целей лаборатории – способствовать пониманию формирования и восстановления памяти, достаточного для того, чтобы однажды потерянные воспоминания могли быть доступны даже людям с нарушениями памяти с помощью технологии интерфейса мозг-компьютер.
«Если мы сможем понять, как формируются эти большие ансамбли нейронов, которые представляют воспоминания, и что происходит, когда эти воспоминания извлекаются должным образом, когда-нибудь мы сможем расшифровать и сохранить воспоминания», – сказал Колгин.
Колгин и ее команда планируют продолжить исследования и надеются, что смогут расшифровать формирование и активацию памяти в режиме реального времени у крыс.