Nghiên cứu về chuột cho thấy thiếu ngủ ảnh hưởng đến việc tạo trí nhớ như thế nào

Mặc dù các nhà khoa học đã biết rằng việc thiếu ngủ có thể cản trở khả năng học hỏi và ghi nhớ, nhưng các phương pháp chính xác để thực hiện điều này vẫn còn rất ít người biết đến.

Các nhà nghiên cứu không rõ điều gì đã ngăn cản hippocampus - hai cấu trúc hình cá ngựa nằm trong thùy thái dương của não, nơi tạo ra nhiều ký ức dài hạn - thực hiện công việc của nó.

Giờ đây, trong một nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu của Đại học Michigan đã phát hiện ra rằng việc can thiệp vào các dao động liên quan đến giấc ngủ - sự kích hoạt nhịp nhàng của các tế bào thần kinh - trong một phần phụ của hồi hải mã có thể là thủ phạm.

Kết quả của họ được xuất bản trong Nature Communications.

Để kiểm tra vai trò của dao động trong việc hình thành trí nhớ, các nhà nghiên cứu, dẫn đầu bởi nghiên cứu sinh Nicolette Ognjanovski, đã ghi lại hoạt động hồi hải mã cơ bản của một nhóm chuột.

Họ đặt chuột vào một môi trường mới, để chúng khám phá, cho chúng bị sốc chân nhẹ, sau đó đưa chúng trở lại lồng nhà để nghỉ ngơi và ngủ bình thường.

Tiến sĩ Sara Aton, trợ lý giáo sư và là tác giả cao cấp của bài báo cho biết: “Nếu bạn đưa chuột trở lại cấu trúc đó một ngày hoặc thậm chí vài tháng sau đó, chúng sẽ có phản ứng sợ hãi rất rập khuôn này, đó là chúng bị đóng băng”. .

“Nhưng nếu bạn không cho một con vật ngủ vài giờ sau khi ghép bối cảnh với cú sốc đó, thì con chuột sẽ không nhớ nó vào ngày hôm sau”.

Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng ở những con chuột đang ngủ bình thường, các dao động liên quan đến giấc ngủ trong một phần phụ của hồi hải mã được gọi là CA1 mạnh mẽ hơn sau khi học.

Sau đó, họ bắt một nhóm chuột mới, ghi lại hoạt động vùng hải mã cơ bản của chúng và yêu cầu chúng hoàn thành nhiệm vụ tương tự. Các nhà nghiên cứu cũng cho những con chuột này dùng một loại thuốc để ức chế một nhóm nhỏ tế bào thần kinh ức chế trong CA1 biểu hiện parvalbumin, một loại protein gắn canxi có liên quan đến rối loạn chức năng trí nhớ.

Các nhà nghiên cứu không thay đổi hành vi ngủ của con vật - chúng ngủ bình thường. Nhưng việc tắt hoạt động của các tế bào thần kinh biểu hiện parvalbumin đã làm gián đoạn quá trình kích hoạt nhịp nhàng của các tế bào thần kinh CA1 xung quanh khi những con vật đó đang ngủ.

Việc ngăn chặn các tế bào biểu hiện parvalbumin dường như xóa sạch hoàn toàn sự gia tăng dao động liên quan đến việc học bình thường trong phần đó của hồi hải mã của chuột.

Aton nói: “Có một định lý cũ được gọi là Định luật Hebb, đó là, 'Cháy cùng nhau, dây lại với nhau. “Nếu bạn có thể khiến hai tế bào thần kinh hoạt động rất đều đặn ở gần nhau, rất có thể bạn sẽ ảnh hưởng đến độ bền của kết nối giữa chúng.”

Khi các tế bào thần kinh không hoạt động cùng nhau một cách đều đặn và nhịp nhàng, những con chuột quên rằng có bất kỳ mối liên hệ sợ hãi nào với nhiệm vụ của chúng.

Ognjanovski, tác giả đầu tiên của nghiên cứu cho biết: “Hoạt động dao động chiếm ưu thế, rất quan trọng đối với việc học tập, được kiểm soát bởi một số lượng rất nhỏ trong tổng số tế bào trong vùng hải mã.

“Điều này thay đổi tường thuật về những gì chúng ta hiểu về cách mạng hoạt động. Các dao động mà tế bào parvalbumin kiểm soát có liên quan đến sự thay đổi mạng toàn cầu, hoặc sự ổn định. Những kỷ niệm không được lưu trữ trong các ô riêng lẻ, mà được phân phối qua mạng. "

Các nhà nghiên cứu cũng so sánh độ ổn định của các kết nối tế bào thần kinh giữa nhóm kiểm soát và nhóm có dao động giấc ngủ bị gián đoạn.

Họ phát hiện ra rằng không chỉ các kết nối mạnh hơn trong nhóm đối chứng sau khi thử nghiệm học tập của họ, mà những kết nối thần kinh đó cũng mạnh hơn. Những thay đổi này đã bị chặn lại khi các dao động hồi hải mã liên quan đến giấc ngủ bị gián đoạn trong thực nghiệm.

Aton nói: “Có vẻ như quần thể tế bào thần kinh đang tạo ra nhịp điệu trong não khi ngủ đang cung cấp một số nội dung thông tin để củng cố ký ức,”.

“Bản thân nhịp điệu dường như là phần quan trọng nhất và có thể là lý do tại sao bạn cần phải ngủ để hình thành những ký ức này.”

Nguồn: Đại học Michigan