Синапсы между нейронами обрабатывают разную информациюОбласть мозга, окружающая гиппокамп, имеет решающее значение для формирования памяти и обработки пространственной информации. Сам гиппокамп можно разделить на различные области: зубчатая извилина, Cornu Ammonis (CA) 3 и CA1.
Информация, которая должна быть обработана, проходит эти три области последовательно, как маршрут движения, при этом каждая область обрабатывает различную пространственную информацию об окружающей среде. CA3 играет здесь важную роль. Он получает информацию через так называемые мшистые волокна (MF), которые берут начало в нейронах зубчатых извилин и вместе с пирамидными нейронами образуют синапсы в CA3; в данном случае MF-CA3-синапсы. «Эти синапсы, вероятно, будут участвовать в кодировании нового следа памяти», — говорит профессор Манахан-Воган. Кроме того, нейроны в области CA3 того же самого, а также в соседнем полушарии мозга взаимодействуют через определенные волокна, то есть ассоциативные / комиссуральные (AC) волокна через синапсы AC-CA3, и, вероятно, будут поддерживать восстановление установленных воспоминаний. процесс, который называется «поиск по образцу». «Мы уже продемонстрировали, что эти два синапса обрабатывают разные типы информации, которая, в свою очередь, может содержать клеточные механизмы для кодирования и извлечения памяти в этих синапсах», — объясняет Харди Хагена.
Адаптация к требованиям: синаптическая пластичностьНо как по-разному обрабатывается информация в синапсах MF-CA3 и AC-CA3? На нейронном уровне обработка информации запускает адаптацию к требованиям, то есть, по сути, эффект памяти.
Исследователи называют это синаптической пластичностью. Он проявляется в двух формах: как долговременная потенциация, LTP, усиление синаптической эффективности, и как долговременная депрессия, LTD, ослабление синаптической эффективности. И LTP, и LTD кодируют разные типы пространственной информации. Предыдущие исследования показали для различных областей мозга, что метаботропный рецептор глутамата 5 (рецептор mGlu5) играет решающую роль в этой долгосрочной форме синаптической пластичности.
Как рецептор влияет на формирование памяти«Основываясь на этих выводах, было особенно интересно выяснить, влияет ли и в какой степени рецептор mGlu5 на синаптическую пластичность и, следовательно, формирование памяти в области CA3», — объясняет Хагена. Исследователи фармакологически отключили рецептор в синапсах MF-CA3, а затем стимулировали соответствующие волокна, передающие информацию. Впоследствии они больше не обнаруживали LTP, но продолжали наблюдать LTD.
В отличие от этого, после выключения рецептора mGlu5 в синапсах AC-CA3 LTD блокировалась, а LTP — нет. «Эти результаты показывают, что как только рецептор mGlu5 активируется, LTP в первую очередь запускается в синапсах MF-CA3 и LTD в синапсах AC-CA3», — заключают исследователи.Захватывающий взгляд на принцип работы области гиппокампа.
«Эти результаты предоставили нам захватывающее представление о режиме работы и регуляции синаптической пластичности в области CA3 гиппокампа», — резюмируют исследователи свои выводы. «Особенно интересно влияние рецептора mGlu5, которое определяет направление синаптической пластичности на активацию, например, для процессов обучения, для обработки новой информации, касающейся окружающей среды, и во время процессов извлечения памяти, таких как« завершение паттерна », путем запуска LTP в первую очередь в синапсах MF-CA3 и LTD в синапсах AC-CA3 ». Эта противоположная регуляция синаптической пластичности поддерживает оптимальную обработку и хранение информации и подчеркивает уникальную роль, которую эта область играет в процессах обучения и формировании памяти.
