Nieuw onderzoek verduidelijkt hoe slaapgebrek het geheugen beïnvloedt

Nieuw onderzoek verduidelijkt hoe slaapgebrek het geheugen beïnvloedt

Eerder wisten onderzoekers dat muizen muizen de slaap ontzegden nadat de muizen een taak hadden uitgevoerd, waarbij de muizen aspecten van die taak vergaten. Maar onderzoekers wisten niet goed welke functie van de hippocampus - twee zeepaardjesvormige structuren in de temporale kwab van de hersenen waar veel herinneringen op lange termijn aan worden gemaakt - zijn werk niet konden doen.

Nu hebben onderzoekers ontdekt dat interferentie met slaap-geassocieerde oscillaties - of het ritmisch afvuren van neuronen - in één onderdeel van de hippocampus waarschijnlijk de boosdoener is. Hun resultaten verschijnen in Nature Communications.

Om de rol van oscillaties in geheugenvorming te testen, hebben de onderzoekers de baseline hippocampale activiteit van een groep muizen vastgelegd. Ze plaatsten muizen in een nieuwe omgeving, lieten ze verkennen, gaven hen een milde voetschok en stopten ze vervolgens terug in hun kooien om te rusten en normaal te slapen.

"Als je de muis een dag of zelfs een paar maanden later teruggeeft aan dezelfde structuur, zullen ze deze zeer stereotype angstrespons hebben, dat wil zeggen dat ze bevriezen", zegt senior auteur Sara Aton, een assistent-professor aan de universiteit van Michigan's moleculaire , cellulaire en ontwikkelingsbiologische afdeling. "Maar als je slaapt - een dier een paar uur na die context-shock-koppeling beroven, zal de muis het de volgende dag niet onthouden."

De onderzoekers ontdekten dat slaapgerelateerde oscillaties in een subsectie van de hippocampus, CA1 genaamd, normaal waren na het leren. Ze namen vervolgens een nieuwe groep muizen, legden hun baseline hippocampusactiviteit vast en lieten ze dezelfde taak voltooien. De onderzoekers gaven deze muizen ook een medicijn om een ​​kleine populatie van remmende neuronen in CA1 te remmen die parvalbumine tot expressie brengen.

De onderzoekers veranderden het slaapgedrag van het dier niet - ze sliepen normaal. Maar het uitschakelen van de activiteit van neuronen die parvalbumine tot expressie brachten, verstoorde het ritmische vuren van omliggende CA1-neuronen terwijl die dieren sliepen. Het onderdrukken van de cellen die parvalbumine tot expressie brachten leek de normale leergeassocieerde toename in oscillaties in dat deel van de hippocampus van de muis volledig weg te vagen.

'Er is een oude stelling die de wet van Hebb heet, namelijk' samen vuur maken, samen draad maken '', zegt Aton. "Als je twee neuronen met grote regelmaat in de buurt van elkaar kunt laten schieten, is de kans groot dat je de sterkte van verbindingen tussen hen gaat beïnvloeden."


Haal het laatste uit InnerSelf


Wanneer de neuronen niet regelmatig en ritmisch samen werden afgevuurd, vergaten de muizen dat er enige angstige associatie bestond met hun taak.

"De dominante oscillerende activiteit, die zo belangrijk is voor leren, wordt beheerst door een zeer klein aantal van de totale celpopulatie in de hippocampus", zegt Nicolette Ognjanovski, een afgestudeerde student en co-auteur van het onderzoek. "Dit verandert het verhaal van wat we begrijpen over hoe netwerken werken. De oscillaties die parvalbumine-cellen regelen, zijn gekoppeld aan wereldwijde netwerkveranderingen of stabiliteit. Herinneringen worden niet opgeslagen in afzonderlijke cellen, maar gedistribueerd via het netwerk. "

De onderzoekers vergeleken ook de stabiliteit van de verbindingen van de neuronen tussen de controlegroep en de groep waarvan de slaaposcillaties waren verstoord. Ze ontdekten dat niet alleen de verbindingen sterker waren in de controlegroep na hun leerproces, maar ook dat die neuronale verbindingen ook sterker waren. Deze veranderingen werden geblokkeerd wanneer slaap-geassocieerde hippocampus oscillaties experimenteel werden verstoord.

"Het lijkt erop dat deze populatie van neuronen die tijdens de slaap ritmen in de hersenen genereert, informatieve inhoud biedt voor het versterken van herinneringen", zegt Aton. "Het ritme zelf lijkt het meest cruciale onderdeel te zijn, en mogelijk waarom je moet slapen om deze herinneringen te vormen."

Vervolgens zijn de onderzoekers van plan om te testen of het herstellen van hippocampusoscillaties (het nabootsen van de effecten van slaap in CA1) voldoende is voor het bevorderen van normale geheugenvorming wanneer muizen slaapgebrek hebben.

Bron: Universiteit van Michigan

Verwante Boeken

{amazonWS: searchindex = Books; keywords = Sleep Deprivation; maxresults = 3}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

volg InnerSelf op

facebook-icontwitter-iconrss-icoon

Ontvang de nieuwste via e-mail

{Emailcloak = off}