Команда во главе с Мазанори Мурайямой изучила давно известное явление консолидации памяти во время сна, строя от их недавнего исследования осязательного восприятия, в котором они нашли, что восприятие структуры требует передачи сигналов в нервной схеме от высокоуровневых связанных с двигателем отделов головного мозга назад в связанные с прикосновением сенсорные области низшего уровня. Они рассуждали, что тот же самый «нисходящий» путь мог бы также объединить воспоминания о структурах. Объясняет Мураяма, «Есть давнишняя гипотеза, что нисходящий вход крайне важен для консолидации памяти и что во время сна, нейроны в сенсорных регионах, активированных во время начального опыта, могут «повторно активировать» неизвестными путями.
Мы нашли, что такое оживление нисходящего пути очень важно для мышей, чтобы закодировать воспоминания об их осязательных событиях».Исследователи развивали задачу оценить задержание памяти, которое полагается на естественную склонность мышей провести больше времени, исследуя новые пункты в их среде. Сначала они позволили мышам исследовать объекты в двух комнатах с гладкими этажами, тогда они изменили один из гладких этажей на текстурированный пол и снова позволили мышам исследовать. С нормальным сном мыши провели больше времени, исследуя комнату с текстурированным полом, показывая, что они помнили гладкую комнату и меньше интересовались ею.
Как правило, это поведение наблюдалось целый, второе исследование произошло в течение двух дней.Чтобы исследовать, была ли вершина вниз схема ответственна за консолидацию памяти во время сна, они управляли мышами несколькими способами. Во-первых, они показали, что лишение сна немедленно после первого осязательного опыта заставило мышей исследовать текстурированную комнату менее часто на втором исследовании, указав, что они не помнили гладкую комнату. Затем, они инактивировали нисходящий нервный путь во время небыстрого сна вскоре после первого исследования и нашли, что во время второго исследования, мыши выступили, как будто они были лишенным сном.
Глушение нисходящего пути, когда мыши бодрствовали или во время небыстрого сна в более поздние времена, не имело никакого эффекта на работу, указывая, что консолидация памяти произошла в первом приступе небыстрого сна после опыта.Важность нисходящей активации схемы в небыстром сне предположила, что консолидация памяти могла бы включить синхронную медленную деятельность мозга волны между двумя отделами головного мозга, которая характерна для небыстрого сна. Чтобы проверить это, они искусственно применили синхронную или асинхронную деятельность в выше и более низкие области схемы во время небыстрого сна после первого осязательного опыта. Мыши с асинхронной активацией были неспособны объединить воспоминания, но синхронная активация позволила им сохранять сильную память о гладком поле в течение по крайней мере 4 дней или в два раза длиннее, чем нормальный.
Синхронное лечение даже спасло типичное отсутствие задержания памяти у лишенных сна мышей.«Наши результаты на лишении сна особенно интересны с клинической точки зрения», говорит Мураяма. «Пациенты, которые страдают от нарушений сна часто, ослабляли функции памяти.
Наши результаты предлагают маршрут терапии, используя транскорковую стимуляцию магнитного или постоянного тока для вершины вниз корковые пути, чтобы повторно активировать лишенные сна нейроны во время небыстрого сна. Наш следующий шаг должен проверить это в моделях мыши нарушений сна.