Marzenia senne szczurów

Podobnie jak ludzie, szczury przechowują w umyśle „mapy” swojej rzeczywistości w obszarach hipokampów, które są wygiętymi strukturami umieszczonymi w okolicy skroni, po obu stronach głowy. Eksperyment z wykorzystaniem elektrod monitorujących zachowanie mózgu szczura, podczas penetrowania nowego otoczenia, pokazał, że różne miejsca są rozpoznawane i zapamiętywane przez różne kombinacje neuronów umieszczonych w obszarze hipokampu.

Tzw. „komórki miejsca” wykazują aktywność nie tylko, kiedy szczury przemieszczają się po labiryncie, ale też podczas ich snu. Zupełnie jakby zwierzęta śniły o tym, gdzie były w przeszłości.

Zespół Hugo Spiersa z University Collage London badał, czy aktywność mózgu, którą można obserwować podczas snu szczura, może odnosić się również do działań, które będą miały miejsce w przyszłości. W tym celu cztery szczury zostały umieszczone w labiryncie o kształcie litery T, z wyjściem na końcu poprzecznej belki, które było zablokowane kratką. Jedzenie położono na końcu poprzecznego ramienia, tak, aby szczury mogły je zobaczyć.

Następnie zwierzęta zachęcono do snu, przez umieszczenie ich w wygodnych gniazdach i monitorowano aktywność hipokampów każdego szczura przy użyciu 50 elektrod. Po drzemce zwierzęta ponownie przenoszono do labiryntu, jednak tym razem nie było w nim ani jedzenia, ani przeszkody w postaci kratki.

Zgodnie z oczekiwaniami, zwierzęta przechodziły w miejsca, w których wcześniej widziały jedzenie, a w hipokampach aktywowały się połączenia odnoszące się do rozpoznania nowej drogi. Odkryciem kluczowym okazało się to, że te same połączenia były aktywne podczas snu szczurów – w przeciwieństwie do tych, które kodowały drogę do drugiego ramienia labiryntu. „Sugeruje to, że w niewielkim stopniu konstruujemy nasze mentalne mapy poprzez patrzenie, a większa część tego procesu odbywa się poprzez podkładanie zaobserwowanego wzorca pod nasze działanie” – twierdzi Spiers.

Eksperyment potwierdza, że hipokamp nie tylko pomaga nam wyobrazić sobie przyszłość, ale także utrwala nasze wspomnienia z przeszłości. Niektóre osoby z uszkodzeniami mózgu w tym obszarze wykazują problemy z wyobrażeniem sobie detali i kolorytu przyszłych zdarzeń. Spiers zaznacza, że nie możemy jednoznacznie stwierdzić, że szczury śnią, ani nawet czy podczas snu zaznają spokojnego odpoczynku. Niemniej wyniki podobnych eksperymentów przeprowadzanych na ludziach sugerują, że aktywność mózgu podczas snu odzwierciedla kształt snów.

Podczas jednego z takich eksperymentów ludzie spali wewnątrz maszyny wykonującej skany mózgu, a po obudzeniu byli pytani o swoje sny. Obserwowane wzory zachowań neuronów podczas snu o określonej tematyce pasowały do aktywności widzianej, kiedy uczestnicy obserwowali dany przedmiot w stanie świadomości.

Badacze byli też w stanie zmienić sen myszy, nieco podobnie jak to miało miejsce w filmie "Incepcja". Elektrody stymulowały ośrodki w mózgu związane z nagradzaniem, kiedy zwierzęta śniły o określonych rzeczach, przez co chętniej szły one w określone miejsce po obudzeniu.

Publikacja wyników badań ukazała się w magazynie "eLife". (PAP)

akr/ mrt/