Нейробиологи RIKEN получили новые знания о том, как гиппокамп генерирует и поддерживает колебания, что будет полезно для разработки моделей работы этой области мозга.

Томас Макхью из Центра науки о мозге RIKEN посвятил большую часть своей карьеры изучению одного отдела мозга — гиппокампа. Один из наиболее изученных отделов мозга млекопитающих, гиппокамп управляет эпизодическими воспоминаниями и пространственной навигацией, среди прочего. Вы используете его, когда рассказываете о событиях и находите свою машину на парковке.

«Если вы повредите свой гиппокамп, вы потеряете способность формировать эпизодические воспоминания, сохранив при этом другие виды воспоминаний, такие как двигательная память », — объясняет Макхью. «Это означает, например, что вы все равно можете стать лучше в теннисе, но вы никогда не вспомните, как тренировались».

Хотя гиппокамп был хорошо изучен, многие его аспекты остаются загадочными. Например, через него протекают волны разных частот, которые выполняют разные, но перекрывающиеся функции. Эти колебания устанавливаются и поддерживаются точным распределением времени возбуждений и торможений, которые контролируются тонким механизмом обратной связи. Но до сих пор никто не смог успешно смоделировать этот процесс.

В области CA1 гиппокампа — области, которая находится ближе к заднему концу с точки зрения обработки сенсорного ввода — есть три таких колебания. Пульсации — самые быстрые из этих колебаний, с примерно 100–300 пульсирующими колебаниями в секунду.

Теперь Макхью и его коллеги провели эксперимент «попробуй и посмотри», чтобы выяснить, что произойдет, если они отключат выход пирамидальных клеток в CA1 мышей, используя генетический подход. Их результаты опубликованы в журнале Nature Communications .

«У нас не было сильной гипотезы», — вспоминает Макхью. «Мы знали, что все может выглядеть странно, но на самом деле не знали, чего ожидать».

Хотя мыши вели себя так же, как и обычные мыши, то, что действительно выделялось, была активность их ряби . «Даже когда мы собирали первые данные, было очевидно, что рябь была совсем другой — она была намного больше и быстрее», — говорит Макхью. «Это выглядело почти как эпилепсия; все время была эта безумная активность».

Макхью подозревает, что это происходит потому, что пирамидальные клетки CA1 играют ингибирующую роль в регуляции колебаний, и когда они отключаются, колебания выходят из-под контроля.

«Это как если бы вы вели урок в классе, и все дети кричали. Если вы пытаетесь услышать, что говорит один ребенок, вы кричите «Заткнись!» и позволяете этому ребенку говорить», — говорит Макхью. «И таким образом, эти нейроны в CA1, по сути, говорят всем своим соседям заткнуться через эту тормозную систему».

Это открытие будет иметь неоценимое значение для разработки более совершенных моделей обработки информации, происходящей в гиппокампе .