Нейробиологи объяснили, как работает наша пространственная память

Международная команда нейробиологов показала, как работает пространственная память человека. Ученые показали, что одни группы нейронов отвечают за определение объектов, а другие — за их расположение. Связь таких пар нейронов регулируется волнами, возникающими в гиппокампе. Ученые считают, что понимание формирования пространственной памяти поможет в лечении болезни Альцгеймера.

Пространственная навигация и пространственная память играют центральную роль в нашей жизни. Без этих способностей мы не только не смогли бы найти свой дом, но даже ключи или очки.

Исследовательская группа под руководством профессора Лукаса Кунца из Университетской клиники Бонна вместе с учеными из Нью-Йорка и Фрайбурга показала, как разные типы нервных клеток активируются и работают вместе во время формирования пространственной памяти.

Ассоциативная память

Ассоциативная объектно-пространственная память человека связана с совместной активностью объектных нейронов и нейронов места, их связывают волны гиппокампа.
Nature Neuroscience (2024). DOI: 10.1038/s41593-023-01550-x

Ассоциативная память связывает различные фрагменты информации. «В контексте пространственной памяти ассоциативная память позволяет нам запоминать расположение определенных объектов в пространстве», — объясняет профессор Кунц. «Например, мы можем вспомнить, куда в доме мы положили ключи».

Нервные клетки активны, пока информация извлекается из памяти. Исследователи записали активность отдельных нервных клеток в мозгу пациентов с эпилепсией, пока добровольцы выполняли задание на запоминание на компьютере. «Участников теста просили запомнить расположение различных объектов в виртуальном мире», — говорит Кунц.

Записи показали, что во время выполнения теста активизировались различные типы нервных клеток. Одни нейроны реагировали на определенные объекты, а другие — на определенные места. Ученые заметили, что взаимодействие между этими разными типами нервных клеток со временем становилось сильнее, когда участники теста запоминали нужный объект в нужном месте.

Волны памяти

a — Расположение биполярного гиппокампального канала (синяя стрелка). Синие круги — контакты электродов, участвующие в биполярном канале; оранжевые круги — другие контакты. b — распределение вероятностей всех биполярных каналов гиппокампа, наложенное на средние показатели МРТ участников. c — области MTL, использованные для регистрации активности одиночных нейронов, отвечающих за пространственную память.
Nature Neuroscience (2024). DOI: 10.1038/s41593-023-01550-x

Также ученые заметили, что мозговые волны координируют целые группы нейронов. В дополнение к нейронам объекта и места мозговые волны гиппокампа («рябь») активизируются во время задачи на запоминание и играют важную роль в формировании и восстановлении ассоциативных воспоминаний.

«Пульсация имеет решающее значение для объединения активности различных типов нервных клеток и формирования сложных воспоминаний», — говорит Кунц.

В пожилом возрасте или при определенных заболеваниях, таких как болезнь Альцгеймера, пространственная память постепенно утрачивается. «Поэтому важно продолжать исследовать нейрональную основу различных форм человеческой памяти», — говорит Кунц. В долгосрочной перспективе это может помочь в разработке новых методов лечения нарушений памяти.