BARRdzo interesujące odkrycie w neuronaukach

Naukowcy od lat badają, w jaki sposób mózg przetwarza i zapisuje informacje podczas snu. Dotychczas wiadomo było, że w fazie snu NREM (od ang. non-rapid eye movement) neurony w hipokampie wykazują krótkie serie intensywnej aktywności, znane jako fale ostre (ang. sharp-wave ripples, SWRs). Te epizody trwają zaledwie ok. 50 milisekund, ale pełnią kluczową rolę w konsolidacji pamięci. Podczas SWRs dochodzi do „odtwarzania” aktywności neuronów zaangażowanych w proces uczenia się w stanie czuwania, co wzmacnia ślady pamięciowe.

Najnowsze badania naukowców z Cornell University, opublikowane na łamach „Science”, wykazują, że istnieje także inny typ aktywności neuronalnej w hipokampie (badania przeprowadzono na gryzoniach). Naukowcy nazwali ją „salwą potencjałów czynnościowych” (ang. barrage of action potentials, BARR). Są to długie epizody aktywności komórek nerwowych, trwające ok. 300 milisekund, czyli znacznie dłużej niż SWRs.

Co ciekawe, BARRs występują naprzemiennie z SWRs podczas fazy NREM. Badacze zauważyli, że oba rodzaje aktywności nasilają się po okresie uczenia się i stopniowo zmniejszają się z upływem czasu. Sugeruje to, że BARRs i SWRs są ze sobą powiązane, ale pełnią odmienne funkcje. SWRs reaktywują neurony zaangażowane w proces uczenia się, podczas gdy BARRs wydają się hamować tę zwiększoną aktywność. Im silniej „pobudzony” jest neuron podczas SWRs, tym bardziej jego aktywność ulega redukcji w trakcie BARR.

Ta równowaga wydaje się kluczowa dla prawidłowego przebiegu konsolidacji pamięci. Gdy naukowcy zakłócili BARRs, przedłużyła się zwiększona aktywność neuronów związanych z uczeniem się. Mogłoby się wydawać, że jest to korzystne dla pamięci, jednak prowadziło to do pogorszenia wyników podczas testów. Badacze sugerują, że BARRs działają jak „hamulec”, odpowiadając na zwiększoną aktywność SWRs po okresie uczenia się. Zakłócenie tego mechanizmu skutkuje niewłaściwą synchronizacją między neuronami, co z kolei powoduje nieprawidłowe zmiany w połączeniach synaptycznych, a w konsekwencji – problemy z pamięcią.

To bardzo interesujące odkrycie rodzi szereg pytań. Naukowcy zastanawiają się m.in., czy równowaga między SWRs a BARRs jest powiązana z intensywnością procesu uczenia się oraz czy jej zaburzenia mogą mieć związek z chorobami neurologicznymi lub psychicznymi. Odkrycie BARRs może mieć ogromne znaczenie dla zrozumienia procesów uczenia się i funkcjonowania pamięci, a w dalszej perspektywie – dla opracowania nowych metod terapeutycznych zaburzeń pamięci i chorób neurodegeneracyjnych.

Dziękujemy, że jesteś z nami. To jest pierwsza wzmianka na ten temat. Pulsar dostarcza najciekawsze informacje naukowe i przybliża najnowsze badania naukowe. Jeśli korzystasz z publikowanych przez Pulsar materiałów, prosimy o powołanie się na nasz portal. Źródło: www.projektpulsar.pl.