ADS
Sen jest niezbędny do adaptacji w nowych miejscach wakacyjnych Sen pomaga myszom w tworzeniu spójnych map mentalnych miejsc, łącząc słabo stymulowane neurony przestrzenne z komórkami miejsca dla poprawionej nawigacji.
Pierwszego dnia wakacji w nowym mieście Twoje wycieczki zabierają Cię do kilku unikalnych miejsc. Podczas gdy wspomnienia tych miejsc (takich jak piękny ogród na cichej bocznej ulicy) są natychmiast zapadające w pamięć, może minąć kilka dni, zanim zdobędziesz wystarczającą intuicję o mieście, by przesłać nowemu odwiedzającemu do podobnego miejsca, a następnie być może do kawiarni, którą znalazłeś w pobliżu. „Nowe badania myszy przeprowadzone przez neurobiologów z instytutu Picower Institute for Learning and Memory na MIT dostarczają świeżych dowodów na to, jak mózg tworzy spójne mapy poznawcze całych obszarów, podkreślając ważną rolę snu w tym procesie.
Od dziesięcioleci naukowcy wiedzą, że mózg używa neuronów w obszarze znanym jako hippocampus do przypominania sobie konkretnych miejsc. Kiedy zwierzę znajduje się w miejscu, które neuron jest zaprogramowany, aby zapamiętać, tak zwane „komórki miejsca” aktywują się konsekwentnie. Bardziej wartościowe niż posiadanie znaczników dla poszczególnych obszarów jest posiadanie mentalnego obrazu tego, jak wszystkie one łączą się w ciągłą ogólną geografię. Chociaż takie „mapy kognitywne” zostały początkowo postulowane w 1948 roku, neurobiolodzy wciąż nie wiedzą, jak mózg je tworzy. Zgodnie z nowym badaniem opublikowanym w Cell Reports w grudniu, zdolność ta może zależeć od subtelnych, ale znaczących zmian w aktywności komórek, które są słabo dostosowane do poszczególnych miejsc, ale poprawiają sprawność i precyzję kodowania całego przestrzeni w hippocampusie. Studia przeprowadzone w ramach badania pokazują, że podczas snu te „słabo przestrzenne” komórki wzmacniają aktywność sieci neuronalnych w hipokampie, łącząc różne miejsca w mapę poznawczą.
„Pierwszego dnia, mózg nie reprezentuje przestrzeni zbyt dobrze” – wyjaśnia główny autor Wei Guo, naukowiec w laboratorium seniora autora Matthew Wilsona, profesora Shermana Fairchilda w instytucie Picower i w departamentach Biologii oraz Nauk o mózgu i poznaniu na MIT. „Neurony reprezentują poszczególne miejsca, ale nie tworzą mapy. Ale piątego dnia tworzą mapę. Aby utworzyć mapę, wszystkie te neurony muszą działać razem w skoordynowanym zespole.
Myszy mapują labirynty.
Aby przeprowadzić badanie, Guo i Wilson, wraz z kolegami z laboratorium Jie “Jack” Zhangiem i Jonathanem Newmanem, wystawili myszy na podstawowe labirynty różnych wzorów i pozwolili im swobodnie je eksplorować przez około 30 minut każdego dnia przez wiele dni. Co ważne, nie oferowano myszom żadnych specjalnych nagród, aby zachęcić je do nauki czegokolwiek. Po prostu wędrowały. Badania przeprowadzone wcześniej pokazały, że myszy naturalnie wykazywały „ukryte uczenie się” obszarów po kilku dniach takich nieodwracalnych doświadczeń.
Aby lepiej zrozumieć, jak zachodzi ukryte uczenie się, Guo i jego koledzy obserwowali wizualnie setki neuronów w sekcji CA1 hipokampu, programując komórki do mrugania, gdy jony wapnia się gromadziły, czyniąc je elektrycznie aktywnymi. Rejestrowali błyski neuronów zarówno podczas aktywnego badania myszy, jak i podczas snu. Laboratorium Wilsona odkryło, że zwierzęta „przeżywają” swoje wcześniejsze przygody podczas snu, wzmacniając w ten sposób swoje wspomnienia przez śni o swoich doświadczeniach.
