В гіпокампі знайшлися клітини «абстрактних» елементів пам’яті
Нейробіологи з Массачусетського технологічного інституту і японського інституту RIKEN знайшли клітини в гіпокампі, які кодують абстрактні «елементи досвіду» і допомагають нам сприймати новий досвід, грунтуючись на аналогічні події в житті. Стаття дослідників опублікована в журналі Nature Neuroscience, а серед її авторів — знайомий нам лауреат Нобелівської премії з фізіології або медицині Судзуми Тонегава, який отримав найвищу наукову нагороду ще в 1987 році за роботу з антитілам, а потім перекваліфікувався в нейробіолога.ГиппокампМозг кодує безперервні просторові, часові та сенсорні зміни в повсякденному досвіді.
Деякі клітини гіпокампа спеціалізуються на зберіганні спогадів про конкретних місцях. Дослідження, які проводилися на мишах, показали, що деякі нейрони активуються, коли тварина знаходиться у певному місці. За це відкриття Джон о’кіф і подружжя Мозеры в 2014 році отримали Нобелівську премію.
Вчені з колаборації Массачусетського технологічного інституту RIKEN і хотіли з’ясувати, чи зберігає гіпокамп подання більш абстрактних елементів пам’яті. Дослідники виміряли активність CA1-нейронів гіпокампу миші під час того, як гризуни пробігали лабіринт з чотирьох кіл по 60-80 раз. На початку першого кола мишам давали нагороду.
Коли тварини досягали певних точок на своєму шляху, активувалися певні нейронні місця: активність цих нейронів проявлялася не тільки просторовим розташуванням, але і номером кола. Також дослідники виявили набори клітин, які були активними під час одного з чотирьох кіл, але в ході руху за іншим виявилися відключені — близько 30% CA1-нейронів беруть участь у створенні цього «код події».Потім вчені провели ще один експеримент, щоб з’ясувати про можливість розгляду кола лабіринту, як одиниці досвіду.
Був проведений дводенний експеримент: дослідники навчили мишей бігати по квадратному лабіринту в перший день, а потім по круговому лабіринту у другій. При цьому після кожного четвертого кола тварини отримували винагороду. Вчені виявили, що нейрони цього місця змінили свою активність у відповідь на нову навколишнє середовище.
Однак під час кожного з чотирьох кіл були активовані одні і ті ж набори специфічних для кола клітин, незалежно від форми доріжки. Активність нейронів, що відповідають за сам коло, також залишалася незмінною, коли довжина кіл змінювалася в бік збільшення або зменшення.Аспірант Массачусетського технологічного інституту і провідний автор статті Чень Сунь припускає, що в гіпокампі знаходяться два взаємно і незалежно керованих коду: один кодує безперервні зміни місця розташування, часу і почуттів, у той час як інший ділить більш загальний досвід на невеликі шматки, які можна помістити в відомі категорії.
«Коли ви стикаєтеся з чимось новим, є деякі дійсно нові і помітні стимули, але ви вже знаєте досить багато про це конкретному досвіді, тому що це аналогічний досвід, який у вас вже був раніше», — говорить старший автор роботи Судзуми Тонегава, професор біології і нейробіології в Лабораторії генетики нейронних ланцюгів RIKEN-MIT в Інституті навчання і пам’яті Picower Institute.Текст: Віра ТолмачеваЅип, C., Yang, W.
, Martin, J. et al. Hippocampal neurons represent events as transferable units of experience.
Nat Neurosci (2020). https://doi.org/10.
1038/s41593-020-0614-x
