Una nuova ricerca chiarisce in che modo la deprivazione del sonno influisce sulla memoria

Una nuova ricerca chiarisce in che modo la deprivazione del sonno influisce sulla memoria

In precedenza, i ricercatori sapevano che privando i topi del sonno dopo che i topi avevano eseguito un compito, i topi avevano dimenticato gli aspetti di quel compito. Ma i ricercatori non erano sicuri di quale funzione dell'ippocampo - due strutture a forma di cavalluccio marino situate nel lobo temporale del cervello dove sono fatti molti ricordi a lungo termine - non poteva fare il suo lavoro.

Ora, i ricercatori hanno scoperto che interferire con le oscillazioni associate al sonno - o il licenziamento ritmico dei neuroni - in una sottosezione dell'ippocampo è probabilmente il colpevole. I loro risultati appaiono in Nature Communications.

Per testare il ruolo delle oscillazioni nella formazione della memoria, i ricercatori hanno registrato l'attività basale dell'ippocampo di un gruppo di topi. Hanno messo i topi in un nuovo ambiente, li hanno lasciati esplorare, hanno dato loro un leggero shock da piede, poi li hanno riportati nelle loro gabbie per riposare e dormire normalmente.

"Se restituisci il mouse a quella stessa struttura un giorno o anche un paio di mesi dopo, avranno questa risposta timore stereotipata, che è che si bloccano", dice l'autore senior Sara Aton, un assistente professore nel Molecolare dell'Università del Michigan , dipartimento di biologia cellulare e dello sviluppo. "Ma se dormi, privaci un animale per alcune ore dopo l'accoppiamento tra shock e contesto, il topo non lo ricorderà il giorno successivo."

I ricercatori hanno scoperto che nei topi dormienti normalmente le oscillazioni associate al sonno in una sottosezione dell'ippocampo chiamata CA1 erano più robuste dopo l'apprendimento. Hanno quindi preso un nuovo gruppo di topi, registrato la loro attività ippocampale di base e hanno fatto completare lo stesso compito. I ricercatori hanno anche dato a questi topi un farmaco per inibire una piccola popolazione di neuroni inibitori in CA1 che esprimono parvalbumina.

I ricercatori non hanno modificato il comportamento del sonno dell'animale, hanno dormito normalmente. Ma disattivare l'attività dei neuroni che esprimono parvalbumina ha interrotto il fuoco ritmico dei neuroni CA1 circostanti mentre quegli animali dormivano. La soppressione delle cellule che esprimono la parvalbumina sembra cancellare completamente il normale aumento associato all'apprendimento delle oscillazioni in quella sezione dell'ippocampo del topo.

"C'è un vecchio teorema chiamato legge di Hebb, che è" fuoco insieme, filo insieme ", dice Aton. "Se riesci a far sparare due neuroni con grande regolarità in stretta vicinanza l'uno con l'altro, è molto probabile che tu possa influenzare la forza delle connessioni tra loro".


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Quando i neuroni erano tenuti a sparare insieme regolarmente e ritmicamente, i topi dimenticavano che c'era qualche associazione spaventosa con il loro compito.

"L'attività oscillatoria dominante, che è così importante per l'apprendimento, è controllata da un numero molto piccolo della popolazione cellulare totale nell'ippocampo", afferma Nicolette Ognjanovski, una studentessa laureata e coautrice dello studio. "Questo cambia la narrativa di ciò che capiamo su come funzionano le reti. Le oscillazioni che controllano le cellule parvalbuminiche sono collegate a cambiamenti della rete globale o stabilità. I ricordi non sono memorizzati in singole celle, ma distribuiti attraverso la rete. "

I ricercatori hanno anche confrontato la stabilità delle connessioni dei neuroni tra il gruppo di controllo e il gruppo le cui oscillazioni del sonno sono state interrotte. Hanno scoperto che non solo le connessioni erano più forti nel gruppo di controllo dopo il loro processo di apprendimento, ma anche che quelle connessioni neuronali erano anche più forti. Questi cambiamenti sono stati bloccati quando le oscillazioni dell'ippocampo associate al sonno sono state interrotte sperimentalmente.

"Sembra che questa popolazione di neuroni che sta generando ritmi nel cervello durante il sonno sta fornendo alcuni contenuti informativi per rafforzare i ricordi", dice Aton. "Il ritmo in sé sembra essere la parte più critica, e forse perché è necessario dormire per formare questi ricordi."

Successivamente, i ricercatori hanno in programma di testare se il ripristino delle oscillazioni dell'ippocampo (che mimano gli effetti del sonno in CA1) sia sufficiente per promuovere la normale formazione di memoria quando i topi sono privati ​​del sonno.

Fonte: University of Michigan

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