マウス研究は睡眠不足が記憶形成にどのように影響するかを示しています

科学者たちは、睡眠不足が学習と記憶を作る能力を妨げることがあることを知っていますが、これが起こる正確な方法は不明です。

研究者たちは、何が海馬（多くの長期記憶が作られる脳の側頭葉にある2つのタツノオトシゴ型の構造）がその働きを妨げているのかを確信していませんでした。

現在、新しい研究で、ミシガン大学の研究者らは、海馬の1つのサブセクションで睡眠関連の振動（ニューロンの律動的な発火）を妨げることが犯人である可能性があることを発見しました。

彼らの結果は 自然コミュニケーション.

記憶形成における振動の役割をテストするために、大学院生のNicolette Ognjanovskiが率いる研究者たちは、マウスのグループのベースライン海馬活動を記録しました。

彼らはマウスを新しい環境に入れ、探検させ、軽い足のショックを与え、それから彼らを家の檻に戻し、安静にして通常の睡眠をさせました。

「マウスを1日または2、3か月後にも同じ構造に戻すと、マウスは凍結するという非常にステレオタイプの恐怖反応を示します」と、助教授で論文の上級執筆者であるサラアトン博士は述べています。 。

「しかし、そのコンテキストショックのペアリングから数時間、動物を睡眠不足にすると、翌日マウスはその動物を覚えません。」

研究者たちは、通常眠っているマウスでは、CA1と呼ばれる海馬のサブセクションでの睡眠関連の振動が学習後にさらに強固になることを発見しました。

その後、新しいマウスのグループを取り、ベースラインの海馬活動を記録し、同じタスクを完了させました。研究者らはまた、これらのマウスに、記憶機能障害に関連するカルシウム結合タンパク質であるパルブアルブミンを発現する、CA1の少数の抑制性ニューロンを抑制する薬剤を与えました。

研究者たちは動物の睡眠行動を変えなかった—彼らは普通に眠った。しかし、パルブアルブミン発現ニューロンの活動をオフにすると、それらの動物が眠っている間に、周囲のCA1ニューロンのリズミカルな発火が中断されました。

パルブアルブミン発現細胞を抑制すると、マウスの海馬のその部分における通常の学習関連の振動の増加が完全に一掃されるように見えました。

「ヘブの法則と呼ばれる古い定理があります。それは、「一緒に発砲して、一緒に配線する」というものです。 「2つのニューロンを互いに非常に近接して非常に規則正しく発火させることができる場合、それらの間の接続の強さに影響を与える可能性が非常に高いです。」

ニューロンが規則的かつリズミカルに発火しないようにすると、マウスはそのタスクとの恐ろしい関連性を忘れていました。

「支配的な振動活動は、学習にとって非常に重要ですが、海馬の総細胞集団のごく一部によって制御されています」と、この研究の最初の執筆者であるOgnjanovski氏は述べています。

「これにより、ネットワークの仕組みについて私たちが理解していることの説明が変わります。パルブアルブミン細胞が制御する振動は、グローバルなネットワークの変化、または安定性にリンクされています。メモリは単一のセルに保存されるのではなく、ネットワークを通じて配布されます。」

研究者はまた、対照群と睡眠振動が妨害された群との間のニューロンの接続の安定性を比較しました。

彼らは、学習試験後のコントロールグループの接続が強かっただけでなく、それらのニューロンの接続も強かったことを発見しました。これらの変化は、睡眠関連の海馬の振動が実験的に破壊されたときにブロックされました。

「睡眠中に脳でリズムを生成しているこのニューロンの集団は、記憶を強化するためのいくつかの情報コンテンツを提供しているようです」とエイトンは言った。

「リズム自体が最も重要な部分のようであり、おそらくこれらの記憶を形成するために睡眠をとる必要があるのか​​もしれません。」

出典：ミシガン大学