09:00 
Когда у человека появляется новый опыт, его мозг сталкивается с тонким, но критическим решением: следует ли классифицировать этот опыт с другими сохраненными воспоминаниями или его следует отнести к новой памяти? Правильная работа позволяет мозгу помогать людям ориентироваться в мире. Но неправильное понимание может привести к формированию ложных ассоциаций, что является особенностью нескольких психиатрических состояний, таких как биполярное расстройство и шизофрения.
В исследовании, опубликованном в журнале Nature Neuroscience, исследователи UCLA Health определили конкретную схему мозга, которая может отвечать за этот звонок.
Исследователи из Интегративного центра обучения и памяти Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе обнаружили, что область префронтальной коры головного мозга, которая связана с принятием решений и долговременной памятью, играет активную роль в контроле того, как воспоминания организованы в гиппокампе мозга, который является основным центром хранения памяти. Используя мышей, они смоглиce конкретный путь, по которому происходит эта интеграция памяти.
Мы давно знаем, что префронтальная кора и гиппокамп работают вместе в памяти, но как префронтальная кора на самом деле контролирует, какие воспоминания связаны, было загадкой. Это исследование определяет конкретную схему, которая может двунаправленно регулировать этот процесс."
Андре де Соуза (Andr? de Sousa), первый автор исследования, научный сотрудник UCLA Health
Два ключевых фактора определяют, будет ли мозг связывать два воспоминания вместе: насколько похожи переживания и как далеко друг от друга во времени они происходят. Впечатления, которые происходили близко друг к другу во времени, например, в течение нескольких часов, как правило, автоматически объединялись в гиппокампе. Когда Впечатления были разделены несколькими днями, казалось, что начался более обдуманный процесс.
Используя мышей, исследовательская группа обнаружила, что область мозга, называемая вентромедиальной префронтальной корой, или vmPFC, становится значимойзначительно более активным, когда животное сталкивается с новой средой через несколько дней после предыдущей, особенно когда две среды явно отличаются. Исследователи обнаружили, что всплеск активности - это способ мозга отделить эти воспоминания друг от друга.
Исследователи обнаружили, что vmPFC действует как контрольная точка контроля качества. Через несколько дней у префронтальной коры было достаточно времени, чтобы закрепить более раннюю память. Когда появляется новый опыт, он сравнивает новый опыт с более ранними воспоминаниями. Если они существенно отличаются, vmPFC сигнализирует гиппокампу об использовании свежего набора нейронов для записи нового опыта, который сохраняет воспоминания отчетливыми. Когда два опыта похожи, vmPFC отключается, позволяя гиппокампу кодировать оба воспоминания во многих одних и тех же нейронах и связывать их вместе. Если vmPFC не может выполнять свою работу, гиппокамп теряет эту дискриминационную способность и начинает неправильно сливаться со мнойmories.
Чтобы продемонстрировать это, исследователи UCLA подвергли мышей воздействию двух различных сред с интервалом в одну неделю. Когда мыши посещали вторую среду, исследователи выключали vmPFC у мышей, и мыши вели себя так, как будто две среды были одинаковыми. Когда мышам был нанесен легкий удар ногой во второй среде, они показали реакцию страха при повторном помещении в первую среду, несмотря на то, что там не произошло ничего тревожного.
Однако, когда исследователи отключили vmPFC, когда мыши подвергались воздействию двух разных сред с интервалом всего в пять часов, ничего не изменилось. Воспоминания все равно были связаны. Де Соуза сказал, что это говорит о том, что роль vmPFC конкретно заключается в управлении организацией памяти в течение более длительных периодов времени после того, как у него было достаточно времени для консолидации того, что было раньше.
Исследование также проследило точный путь, который использует vmPFC, чтобы оказать свое влияние, используя комбинацию передовых методов, включая минимикроскопы ature, установленные на головах мышей, для наблюдения за отдельными нейронами в режиме реального времени и включения или выключения определенных нейронов с использованием лекарств или света.
Они обнаружили, что сигнал проходит от vmPFC к ретрансляционной области, называемой медиальной энторинальной корой, которая, в свою очередь, взаимодействует с гиппокампом. Когда этот путь vmPFC к энториналу заблокирован, воспоминания, которые должны оставаться разделенными, неправильно объединяются. Когда он был искусственно активирован, воспоминания, которые обычно были бы связаны, разлучались, даже когда переживания происходили близко друг к другу во времени.
В конце этого пути специфический тип ингибирующего нейрона в гиппокампе, называемый нейроглиаформной клеткой, по-видимому, действует как конечный привратник, регулируя, какие нейроны набираются для хранения новой памяти, а какие нет.
«Что поразительно, так это то, что эта схема может работать в обоих направлениях», - сказал де Соуза. «Мы можем объединить воспоминания, которые не должны, или сохранить отдельные воспоминаниякоторые в противном случае были бы связаны, просто манипулируя этим одним путем. Это говорит нам о том, что это фундаментальный механизм контроля."
Де Соуза сказал, что полученные результаты обеспечивают потенциальную основу для понимания того, что идет не так в условиях, когда нарушается организация памяти. Расстройства, включая шизофрению, биполярное расстройство и некоторые тревожные расстройства, связаны с образованием несоответствующих ассоциаций и нарушением связи между префронтальной корой и гиппокампом.
Результаты также могут иметь отношение к старению. Трудности с организацией памяти являются хорошо задокументированной особенностью когнитивного снижения, и, как известно, префронтально-гиппокампальная коммуникация ухудшается с возрастом.
Необходимы дальнейшие исследования, чтобы продолжить изучение того, как префронтальная кора работает с гиппокампом для направления соответствующего поведения.
«Префронтальная кора поддерживает несколько важных когнитивных функций, включая рабочую память,m памяти и принятие решений. Мы заинтересованы в понимании того, как он сочетает эти процессы с предварительными знаниями, чтобы влиять на активность гиппокампа во время формирования и извлечения памяти », - сказал де Соуза. «Эта работа может помочь выявить, как мозг интегрирует различные когнитивные функции для поддержки адаптивного поведения и как эти взаимодействия могут нарушаться при старении или болезни ».
