Kajian Tetikus Menunjukkan Bagaimana Kurang Tidur Mempengaruhi Pembuatan Ingatan
Walaupun para saintis telah mengetahui bahawa kurang tidur dapat mengganggu kemampuan belajar dan membuat kenangan, kaedah tepat yang berlaku ini tidak jelas.
Para penyelidik tidak pasti apa yang menghalang hippocampus - dua struktur berbentuk kuda laut yang terletak di lobus temporal otak di mana banyak kenangan jangka panjang dibuat - daripada melakukan tugasnya.
Sekarang, dalam satu kajian baru, penyelidik University of Michigan mendapati bahawa mengganggu osilasi yang berkaitan dengan tidur - penembakan neuron yang berirama - dalam satu bahagian hippocampus kemungkinan menjadi penyebabnya.
Keputusan mereka diterbitkan dalam Komunikasi Alam.
Untuk menguji peranan ayunan dalam pembentukan ingatan, para penyelidik, yang diketuai oleh pelajar siswazah Nicolette Ognjanovski, mencatat aktiviti hippocampal asas sekumpulan tikus.
Mereka meletakkan tikus ke dalam lingkungan baru, membiarkan mereka menjelajah, memberi mereka kejutan pada kaki, kemudian memasukkannya kembali ke kandang untuk berehat dan tidur dengan normal.
"Sekiranya anda mengembalikan tetikus ke struktur yang sama sehari atau beberapa bulan kemudian, mereka akan mendapat tindak balas ketakutan yang sangat stereotaip ini, iaitu mereka membeku," kata Dr. Sara Aton, penolong profesor dan pengarang kanan makalah tersebut .
"Tetapi jika anda kurang tidur binatang selama beberapa jam setelah pasangan kejutan konteks itu, tikus tidak akan mengingatnya pada keesokan harinya."
Para penyelidik mendapati bahawa pada tikus yang biasanya tidur, ayunan yang berkaitan dengan tidur di bahagian hippocampus yang disebut CA1 lebih kuat setelah belajar.
Mereka kemudian mengambil sekumpulan tikus baru, mencatat aktiviti hippocampal awal mereka dan menyuruh mereka menyelesaikan tugas yang sama. Para penyelidik juga memberi tikus ini ubat untuk menghalang populasi kecil neuron penghambat di CA1 yang mengekspresikan parvalbumin, protein pengikat kalsium yang berkaitan dengan disfungsi memori.
Para penyelidik tidak mengubah tingkah laku tidur haiwan - mereka tidur dengan normal. Tetapi mematikan aktiviti neuron yang mengekspresikan parvalbumin mengganggu penembakan irama neuron CA1 di sekitarnya ketika haiwan tersebut sedang tidur.
Menekan sel-sel yang mengekspresikan parvalbumin nampaknya benar-benar menghapuskan peningkatan berayun yang berkaitan dengan pembelajaran di bahagian hippocampus tikus.
"Ada teorema lama yang disebut Hukum Hebb, iaitu," Api bersama, kumpulkan bersama, "" kata Aton. "Sekiranya anda dapat membuat dua neuron untuk menembak dengan kerap secara berkala di dekat satu sama lain, kemungkinan besar anda akan mempengaruhi kekuatan hubungan antara mereka."
Apabila neuron-neuron itu tidak dapat melepaskan tembakan bersama secara berkala dan berirama, tikus-tikus tersebut lupa bahawa ada kaitan dengan tugas mereka.
"Kegiatan berayun yang dominan, yang sangat penting untuk belajar, dikendalikan oleh jumlah populasi sel yang sangat kecil di hipokampus," kata Ognjanovski, juga pengarang pertama kajian.
"Ini mengubah narasi dari apa yang kita fahami tentang bagaimana rangkaian berfungsi. Getaran yang dikendalikan sel parvalbumin dikaitkan dengan perubahan rangkaian global, atau kestabilan. Kenangan tidak disimpan dalam sel tunggal, tetapi diedarkan melalui rangkaian. "
Para penyelidik juga membandingkan kestabilan hubungan neuron antara kumpulan kawalan dan kumpulan yang gegaran tidur terganggu.
Mereka mendapati bahawa hubungan bukan sahaja lebih kuat dalam kumpulan kawalan selepas percubaan pembelajaran mereka, tetapi hubungan neuron juga kuat. Perubahan ini disekat ketika ayunan hippocampal yang berkaitan dengan tidur terganggu secara eksperimen.
"Sepertinya populasi neuron yang menghasilkan irama di otak semasa tidur memberikan beberapa kandungan maklumat untuk menguatkan ingatan," kata Aton.
"Irama itu sendiri nampaknya merupakan bahagian yang paling kritikal, dan mungkin mengapa anda perlu tidur untuk membentuk kenangan ini."
Sumber: Universiti Michigan
