Jak mozku sledují podobné, ale odlisné vzpomínky?

Kdyz zjistíme, ze jsme v pondelí ráno nasli první vec, snazíme si vzpomenout, kam jsme dali klíce od auta, není neobvyklá frustrace. Kdyz jsou tyto klíce nakonec nalezeny, máme za to hippocampus.
Hippocampus je oblast v mozku, která je zodpovedná za uchovávání a získávání vzpomínek z ruzných míst, vcetne neobvyklého místa, kde se tyto klíce od auta skrývaly.
Výzkumníci z Ústavu biologických ved Salk zjistili, jak mozog dokáze ukládat a nacítat data ze vsech úzasne bohatých a slozitých prostredí, která kazdý den navigujeme.
Fred H. Gage a tým zjistili, jak dentátový gyrus, dílcí oblast hipokampu, pomáhá ukládat pameti o podobných, ale odlisných událostech a prostredích oddelene. Ohlásili své zjistení eLife, Vydání 20. brezna 2013.

Jejich nálezy, které nám umoznují lépe porozumet tomu, jak mozog uchovává a rozlisuje mezi oddelenými vzpomínkami, mohou také pomoci odborníkum zjistit, jak Alzheimerova choroba a jiné neurodegenerativní nemoci narusují tyto schopnosti.

Hippocampus (videt ze spodku) má dve hlavní cásti: Dentate Gyrus a Ammon's Horn
Fred Gage, hlavní autor knihy a predseda Vi a John Adler pro výzkum veku souvisejících neurodegenerativních onemocnení u Salk, rekl:

"Kazdý den musíme vzpomenout na drobné rozdíly mezi tím, jak jsou dnes veci, v porovnání s tím, jak byly vcera - odkud jsme zaparkovali nase auto do místa, kde jsme opustili nás mobil." Zjistili jsme, jak mozog delá tyto rozdíly tím, ze ukládá samostatné "nahrávky" kazdé prostredí v zubatém gyru. "

Co je to "Separace vzoru"?

Oddelení vzorku je proces prijímání slozitých vzpomínek a jejich premena na reprezentace, která jsou méne pravdepodobne zmatená.

• Co by se melo delat teoreticky - Podle výpocetních modelu funkce mozku dentální gyrus pomáhá lidem provádet separaci vzoru pameti tím, ze vypálí ruzné skupiny neuronu, kdyz je zvíre v odlisných prostredích.


• Co se deje v laboratorních experimentech - Predbezné laboratorní studie vsak ukázaly, ze stejná populace neuronu v dentálním gyru jsou aktivní v ruzných prostredích. Rozlisují nové prostredí tím, ze mení rychlost prenosu elektrických impulzu.

Tato nesrovnalost mezi teoretickými predpovedami (jak navrhují výpocetní modely) a laboratorními experimenty zmást neurovedce a zpusobila, ze je mnohem nárocnejsí pochopit formování pameti a získávání pameti.
Gage a tým se rozhodli, ze se dostanou na konec této nesrovnalosti. Porovnávali, jak fungoval dentální gyrus mysi ve srovnání s CA1, jinou oblastí hippocampu. Sledovali aktivitu neuronu v nekolika casových bodech pomocí laboratorních technik.

• Epizoda 1 - vedci odstranili mysi z puvodní komory a umístili je do nové, aby se mohli naucit o novém prostredí. Zaznamenali, které neurony v hippocampu byly aktivní, protoze mysi reagovaly na nové prostredí. Mysi pak byly umísteny zpet do puvodní komory.


• Epizoda 2 - pozdeji byly mysi bud:
  - umísten zpet do stejné nové komory, a - jejich vzpomínka na pamet byla merena
  - umísteno v mírne odlisné komore od nové, merit diskriminaci

Vedci také oznacili aktivní stítky v epizode 2, aby zjistili, zda neurony, které byly aktivovány v epizode 1, byly pouzity stejným zpusobem k odvolání a diskriminaci malých rozdílu mezi obema prostredími.

Podoblasti dentálního gyru a CA1 fungovaly odlisne

Výzkumníci zjistili, ze podoblasti zubu gyru a CA1 nefungovaly stejne, kdyz srovnávaly nervovou aktivitu behem Epizody 1 a Epizody 2.

• V CA1 - stejné neurony se staly aktivními v epizode 1 (ucební epizoda) a v epizode 2 (kdy byly vzpomínky nacteny).


• Zubovitý gyrus - behem epizody 1 a epizody 2 byly aktivní ruzné skupiny bunek. Tým také zjistil, ze ruzné bunky byly aktivní, kdyz byly vystaveny ponekud odlisné nové komore.

Wei Deng, postdoktorský výzkum spolecnosti Salk a první autor knihy na papíre, uvedl: "Toto zjistení podporilo predpovedi teoretických modelu, které aktivují ruzné skupiny bunek behem expozice podobným, ale odlisným prostredím. To je v kontrastu s výsledky predchozích laboratorních studií , mozná proto, ze se podívali na ruzné subpopulace neuronu v zubatém gyru. "
Podle zjistení vedcu spolecnosti Salk, vzpomínka na pamet, jako je ten v pondelí ráno, kdy se snazíme pamatovat, kde jsou nase klíce od auta, nemusí vzdy zahrnovat reaktivaci stejných neuronu.
Autori napsali:

"Jeste dulezitejsí je, ze výsledky ukazují, ze zubovitý gyrus provádí separaci vzorku pouzitím odlisných populací bunek, které reprezentují podobné, ale ne identické vzpomínky. Zjistení pomáhají objasnit mechanismy, které podporují tvorbu pameti a osvetlují systémy, které jsou naruseny poranením a onemocnení nervového systému. "

V lonském roce uvedli badatelé MIT v casopise Príroda ze vzpomínky se nacházejí ve specifických mozkových bunkách. Pouhým aktivováním drobné cásti techto bunek si clovek muze vzpomenout na celou pametovou událost. To by vysvetlovalo, proc muzeme napríklad vzpomenout detské vzpomínky z urcitých pachu, které jsme milovali jako díte.
Napsal Christian Nordqvist