Ученые открыли новую информацию о том, как наш мозг хранит эпизодические воспоминания (тип долговременной сознательной памяти о предыдущем опыте), что может иметь решающее значение для разработки новых нейропротезов, которые помогут пациентам с проблемами памяти, такими как болезнь Альцгеймера и деменция.
В новом исследовании, проведенном Университетом Глазго в сотрудничестве с Университетом Бирмингема и Университетом Эрлангена, использовались специальные электроды, имплантированные непосредственно в мозг пациентов с эпилепсией, нуждающихся в хирургическом вмешательстве, чтобы позволить ученым наблюдать активность отдельных нейронов в мозге. гиппокамп — область мозга.
Гиппокамп — сложная область для изучения из-за его расположения глубоко в мозгу, однако эта область имеет решающее значение для нашей памяти, выступая в качестве библиотекаря библиотеки памяти в нашем мозге.
В повседневной жизни гиппокамп помогает нашему мозгу делать снимки переживаний и сохранять их для дальнейшего использования, располагая нейронами, которые записывают, что произошло, когда и где. Подобно библиотекарю, гиппокамп направляет нас туда, где в неокортексе мозга хранятся воспоминания, подобно тому, как он направляет нас к нужной книжной полке, не зная содержания книги.
Когда мы узнаем что-то новое, информация сначала обрабатывается в неокортексе, а затем связывается с определенными группами нейронов в гиппокампе, прежде чем сформировать так называемую нейронную сборку, которая представляет собой память.
В этом исследовании, запланированном к публикации в журнале Nature Human Behavior и в настоящее время доступном на сервере препринтов bioRxiv , проводимом доктором Лукой Колибиусом, пациентов просили сформировать воспоминания о парах или тройках изображений. Изображения были составлены из животных, лиц известных людей и популярных мест (например, чайка в паре с Брэдом Питтом и Тадж-Махал). Пациенты использовали истории, чтобы связать разные изображения в одно связное воспоминание, а позже их просили вспомнить изображения, когда им предъявляли одно изображение (например, чайку).
Исследовательская группа под руководством профессора Саймона Хансльмайра проанализировала частоту срабатывания нейронов на этапе формирования и извлечения памяти и выявила нейроны, которые увеличили частоту срабатывания для отдельных событий во время формирования памяти и воспроизведения. Эти нейроны, которые они назвали нейронами, специфичными для эпизода, по-видимому, реактивируют эту нейронную сборку, когда мы вспоминаем воспоминание, запуская остальную часть сборки и полностью разжигая воспоминание.
Исследователи полагают, что нейроны, обнаруженные в этом исследовании, представляют собой «клей», который будет хранить вместе запись всех элементов эпизодической памяти, то есть того, что произошло, где и когда, и, следовательно, потенциально может стать основой для разработки нейронных протезов, которые помогут лечить проблемы с памятью у пациентов. Например, можно было бы разработать устройство, которое стимулирует эти нейроны во время восстановления памяти, чтобы помочь вспомнить воспоминания.
Профессор Ханслмайр из Университета Глазго сказал: «Мы невероятно взволнованы нашими открытиями, потому что уже давно предполагалось, что нейроны, которые ведут себя таким образом, существуют в гиппокампе человека, но это первый раз, когда мы действительно наблюдали такие нейроны. «Нашим следующим шагом будет проверка, может ли стимуляция этих нейронов вызвать воспроизведение воспоминаний, что продемонстрирует причинно-следственную связь. Таким образом, это исследование может привести к разработке устройств, которые могут помочь тем, кто страдает от заболеваний, связанных с памятью».
Доктор Колибиус говорит: «Обнаруженные нами нейроны, по сути, действуют как проводники памяти нашего мозга, помогая нам получить доступ к нашим заветным воспоминаниям и восстановить их, подобно тому, как библиотекарь ведет нас к нужной книге на полке; так, чтобы узнать больше о то, как они работают, одновременно интересно и важно».