23:00 
Одно и то же воспоминание может казаться ярким и доступным в один момент, но недоступным в следующий, даже если само воспоминание остается нетронутым. Исследовательская группа под руководством профессора Хироши Номура из Института наук о мозге Высшей школы медицинских наук Городского университета Нагои определила нейронный механизм, который может объяснить эту изменчивость.
Исследование показывает, что медленные спонтанные колебания гистаминовых нейронов мозга помогают контролировать ежесекундную доступность памяти. Когда активность гистаминовых нейронов была высокой непосредственно перед сигналом памяти, мыши с большей вероятностью выражали заученные воспоминания. Когда активность гистаминовых нейронов была низкой, тот же сигнал был менее эффективным.
Наши результаты показывают, что неспособность вспомнить не всегда связана с потерей самой памяти. Вместо этого мозг иногда может находиться в состоянии, когда доступ к сохраненным воспоминаниям затруднен».
Хироши Номура, старший автор исследования
Гистаминовые нейроны расположены в туберомаммиллярном ядре гипоталамуса и наиболее известны тем, что регулируют бодрствование. Они также широко проецируются на области мозга, связанные с памятью, включая кору, гиппокамп и миндалевидное тело. Однако влияет ли их активность во время бодрствования на доступ к сохраненным воспоминаниям остается неясным.
Команда зарегистрировала активность гистаминовых нейронов у бодрствующих мышей и обнаружила, что их активность повышалась и падала медленно в течение десятков секунд. Эти медленные колебания сопровождались изменениями активности коры, размера зрачков и движений лица, что указывает на то, что активность гистамина отражает более широкое состояние мозга и тела.
Затем исследователи научили мышей ассоциировать звук с вознаграждением в виде сахарной воды. После обучения мыши лизали в ответ на звук, что указывает на то, что звуковой сигнал вызывает усвоенный сигнал. Реакция, связанная с вознаграждением, была выше перед испытаниями, в которых мыши демонстрировали сильное облизывание, управляемое памятью, чем до испытаний, в которых они не демонстрировали облизывание, что позволяет предположить, что активность гистамина помогает подготовить мозг к появлению сигнала.
Чтобы выйти за рамки этой корреляции, исследователи использовали систему в реальном времени, которая отслеживала активность гистаминовых нейронов и подавала сигнал памяти во время состояний высокой или низкой активности, вызванных памятью. выше, когда сигнал был представлен в состоянии с высоким уровнем гистамина, чем в состоянии с низким гистамином.
Исследователи дополнительно проверили причинно-следственную связь, манипулируя этими нейронами с помощью оптогенетики. Подавление гистаминовых нейронов непосредственно перед звуковым сигналом уменьшало облизывание, управляемое памятью, тогда как их активация усиливала его. Эти манипуляции не изменяли общее поведение облизывания, реакцию на само вознаграждение, слуховые реакции или размер зрачков, что позволяет предположить, что эффекты были следующими. трудно объяснить широкими изменениями в возбуждении, сенсорных реакциях или движении.
Исследование также выявило нижестоящий механизм в базолатеральной миндалине, области мозга, важной для ассоциаций усвоенного вознаграждения. Визуализация кальция показала, что, когда мыши сильно выражали выученную память, популяции нейронов миндалины более надежно воспроизводили паттерн активности, связанный с выученным сигналом. Когда гистаминовые нейроны подавлялись перед сигналом, это связано с памятью. Паттерн миндалевидного тела стал слабее и менее надежным.
В целом, результаты подтверждают модель «прайм-состояния»: спонтанные колебания активности гистаминовых нейронов заранее подготавливают цепи памяти, делая более или менее вероятным, что входящий сигнал вызовет соответствующий нейронный паттерн, связанный с памятью.
«Эта работа предлагает новый способ думать о восстановлении памяти», — сказал Номура, — «Вместо того, чтобы рассматривать воспоминание просто как считывание сохраненного следа, мы показываем, что. внутреннее состояние мозга может определять, становится ли этот след доступным в данный момент».
Поскольку в исследовании использовалась задача на память с вознаграждением на мышах, потребуются дальнейшие исследования, чтобы определить, формируют ли гистамин-зависимые состояния мозга другие формы памяти, такие как страх, пространственная и социальная память, и способствуют ли подобные колебания повседневной изменчивости памяти у людей. Полученные результаты также могут обеспечить основу для изучения условий, при которых когнитивные способности колеблются с течением времени, таких как старение и деменция.
