Sen jest niezbędny dla prawidłowego funkcjonowania całego organizmu. Sprzyja regeneracji i działa korzystnie na mózg, m.in. poprawia pamięć i koncentrację. Mechanizmy leżące u podłoża tych procesów nie są jeszcze do końca zbadane. Zagadnienie to postanowili zgłębić amerykańscy naukowcy z Cornell University. W swoim najnowszym badaniu dokonali niezwykłego odkrycia – podczas snu zachodzi konsolidacja pamięci poprzez wyciszanie aktywności neuronów w regionie CA2 hipokampa.
Celem badania było zrozumienie mechanizmu, dzięki któremu mózg może przetwarzać i konsolidować wspomnienia podczas snu, a jednocześnie resetować neurony, aby umożliwić uczenie się następnego dnia. Naukowcy skupili się na hipokampie – obszarze mózgu odpowiedzialnym za kształtowanie pamięci długotrwałej. Dzieli się on na 3 regiony – CA1, CA2 oraz CA3. Dotychczas najlepiej zbadane są obszary CA1 i CA3, które odpowiadają za kodowanie wspomnień związanych z czasem i przestrzenią. Mniej wiadomo o środkowym regionie CA2, który stał się przedmiotem badania.
W eksperymencie naukowcy umieścili elektrody w hipokampach myszy, co umożliwiło rejestrowanie aktywności neuronów zwierząt podczas nauki i snu. Obserwacje objęły wszystkie trzy regiony hipokampa. Badacze próbowali zidentyfikować stany, w których neurony tych obszarów były aktywne lub wyciszone.
Naukowcy odkryli, że w czasie snu obszary CA1 i CA3, które są aktywne w trakcie nauki, ulegają wyciszeniu, co pozwala na resetowanie pamięci. Proces ten jest generowany przez region CA2, co umożliwia mózgowi dalszą naukę bez zużywania wszystkich dostępnych neuronów. Naukowcy zaobserwowali również, że różne typy neuronów, zwane interneuronami, regulują równoległe obwody odpowiedzialne za konsolidację pamięci i jej resetowanie.
“Odkryty przez nas mechanizm pozwala mózgowi na ponowne wykorzystanie tych samych zasobów i tych samych neuronów do nauki następnego dnia” – mówi współautorka badania, profesor neurobiologii Azahara Oliva.
Wyniki te potwierdzają, że sen nie tylko wspomaga utrwalanie wspomnień i resetowanie mózgu, ale również wpływa na jego funkcjonowanie w trakcie czuwania. Badanie dostarczyło także nowych informacji na temat regionu CA2 uczestniczącego w resetowaniu neuronów, co otwiera nowe perspektywy w neurobiologii. Odkrycia te mogą prowadzić do opracowania metod wzmacniania pamięci, które mogą znaleźć zastosowanie w leczeniu chorób neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Alzheimera. Możliwość sterowania procesem resetowania pamięci może ponadto przyczynić się do rozwoju terapii pozwalających na celowe wyciszanie lub usuwanie traumatycznych wspomnień. Być może któregoś dnia stanie się to częścią terapii zaburzeń lękowych czy zespołu stresu pourazowego.
