МОЗГ

Междисциплинарный семинар Руководитель семинара — К.В. Анохин

Рубрики

Семинары




Исследование гиппокампа у крыс



Главная » Опыты и эксперименты » Исследование гиппокампа у крыс

Август 9, 2011

5 300x172 Исследование гиппокампа у крыс

В процессе консолидации, а также формирования памяти, гиппокамп выполняет ключевые функции. При регистрации у животных со свободной подвижностью пирамидные нейроны гиппокампа активируются в конкретных местах пространства. Именно поэтому они получили название «place cell», что в переводе обозначает «нейроны «места». В 1971 году мир увидела работа O’Keefe and Dostorovsky с предположением о том, что именно гиппокамп отвечает за формирование когнитивной карты пространства. Для того, чтобы провести детальные исследования того, какова связь между пространственной памятью и «нейронами места», авторы упомянутой статьи, используя метод хронической тетродной регистрации, произвели регистрацию активности пирамидных клеток поля СА1 гиппокампа мышей. Животные исследовались в разных поведенческих задачах. Различие этих задач состояло в уровне внимания к окружающей среде, что было необходимо для успешного поведения в окружающем пространстве. Предположительно, поведение, которое требовало у животных наименьшего внимания к окружающей обстановки, состояло в исследовании максимально знакомой среды – специального цилиндра с маркерами разного цвета на стенах, являющегося экспериментальной камерой. Второй задачей для исследования был процесс собирания голодными мышами корма, который равномерно рассыпали на полу той же клетки. В качестве третьей задачи мышей поместили в ту же самую клетку и периодически включали яркий свет и резкий звук. Чтобы прекратить их действие, животные должны были найти в клетке определенное место и задержаться на нем как минимум две секунды. В результате выяснилось, что плейс-поля (то есть те места в пространстве, на которых у животного, находящегося на них, наблюдается более высокая активность нейронов «места», с ним связанных, по сравнению со средними показателями частоты активности таких нейронов) нейронов «места» были более стабильными (что выражалось в сохранении связи с определенным местом пространства) у тех мышей, которые выполняли задачу на пространственную память (третью задачу), нежели у мышей в первой и второй задаче. Также стабильность плейс-полей коррелировала с успехом выполнения животными пространственной задачи (то есть процентов верных обнаружений нужной скрытой площадки). К тому же было выполнено и дополнительное исследование поведения животных, которое показало, что в процессе обучения выполнения пространственной задачи повышается уровень «внимания» мышей к окружению. При выполнении этой задачи до и после обучения менялось количество имеющихся исследованных маркеров на стене, а также их количество после замены на новые. То есть после обучения поиску скрытого места в клетке животные демонстрировали склонность больше исследовать маркеры на стенах, чем перед обучением. Также они больше исследовали и новые картинки после замени ими старых, нежели мыши с первой и второй группы. Эти животные одинаково нечасто обследовали и старые, и новые маркеры.

На основе изложенных данных исследователи сделали вывод о том, что когнитивные процессы модулируют воспроизведение и сохранение плейс-активности нейронами гиппокампа, а нейроны «места» при этом исполняют роль нейронных коррелятов пространственной памяти. Эта статья также демонстрирует то, что при введении агониста дофаминовых рецепторов (D1\D5) повышалась стабильность плейс-полей у мышей из первой группы, которые просто бегали в клетке. А при введении антагониста достоверно снижалась стабильность плейс-полей у животных из второй группы, которые собирали корм. Авторы статьи предложили модель, по которой внимание оказывается нейромодулирующим влиянием, благодаря чему кратковременная гомосинаптическая пластичность переходит в гетеросинаптическую долговременную.