Ученые из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН с помощью оптогенетической стимуляцией отдела мозга крысы смогли управлять ее памятью. Данные исследования указывают на возможность того, что фазовая деполяризация септальных глутаматергических нейронов контролирует тета-ритм в гиппокампе и играет роль в поиске и консолидации памяти. Результаты работы поддержаны грантом РНФ (№22-25-00475) и опубликованы в майском номере журнала Neurobiology of Learning and Memory.
Память составляет основу познания мира человеком. Удивляет не только ее объем, но и сам механизм запоминания. Отсутствие памяти превратило бы человека в «существо мгновения». К счастью, память поддается тренировке, поскольку имеет свои свойства и закономерности, и если их знать, можно сформулировать законы памяти, помогающие запоминать лучше, больше, крепче и быстрее.
Гиппокамп участвует в процессах обучения и сохранения памяти, в возникновении эмоций и мотиваций, в поддержании гомеостаза, в координации функции размножения, а при его поражении наблюдается нарушение памяти, височная эпилепсия и др. Гиппокамп подробно изучен, что позволяет использовать его в качестве модели при исследовании физиологии нейронов и их взаимодействия в нервных сетях, а также синаптической пластичности и памяти.
Сотрудники Лаборатории системной организации нейронов им. О.С. Виноградовой ИТЭБ РАН исследовали, как фазовая активация глутаматергических нейронов участка мозга на различных частотах влияет на тета-ритм в гиппокампе.
Свое исследование прокомментировал старший научный сотрудник ИТЭБ РАН, кандидат биологических наук Антон Мальков: «Основной активностью гиппокампа, связанной с обработкой информации и формированием памяти, является тета-ритм - колебания полевого потенциала с частотой 4-10 Гц. Тета-ритм способен модулировать более высокочастотные медленные (30-50Гц) и быстрые (50-100Гц) гамма осцилляции, такая модуляция считается отражением механизмов кодирования информации при извлечении воспоминаний и при формировании новой памяти, соответственно. Пейсмейкером (ритмоводителем) тета-ритма служит медиальная септальная область (МСО) – ядерная структура переднебазального мозга. Раннее уже была показана способность глутаматергических нейронов МСО запускать тета осцилляции в гиппокампе.
В данной работе, с помощью оптогенетической стимуляции удалось продемонстрировать, что активация глутаматергических нейронов МСО вызывает усиление модуляции медленных гамма осцилляций со стороны тета-ритма, что соответствует состояниям извлечения воспоминаний, а подавление или дезорганизация ритмической активности этих нейронов, приводит к нарушению обработки информации в гиппокампе».
Полученные данные, расширяют представления о роли медиальной септальной области и субкортикальной иннервации гиппокампа в формировании памяти. В дальнейшем авторы планируют исследовать другие популяции нейронов и функции медиальной септальной области в формировании памяти.
Источник: Elena Dmitrieva, Anton Malkov. Optogenetic stimulation of medial septal glutamatergic neurons modulates theta-gamma coupling in the hippocampus. Neurobiology of Learning and Memory. Volume 211, 2024, 107929.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1074742724000406?via%3Dihub#f0005
https://iteb.ru/press-center/press-releases/rezhim-vspominaniya-v-mozge-mozhno-zapustit-s-pomo/