На протяжении десятилетий нейробиологи пытались раскрыть нейронные процессы, позволяющие людям и различным другим животным вспоминать эмоциональные переживания, связанные с прошлыми событиями. Предыдущие исследования выявили сеть областей мозга, которые поддерживают кодирование и закрепление этих воспоминаний. К этим областям относятся гиппокамп и миндалевидное тело, а также парагиппокампальная, периринальная, префронтальная, теменная и ретросплениальная кора.

Исследователи из Neuroscience NeuroSU и Института биологии Париж-Сена-IBPS провели исследование на крысах, направленное на лучшее понимание того, как дорсальный и вентральный гиппокамп — два сегмента гиппокампа, известные своими различными функциями, — способствуют закреплению эмоциональных воспоминаний о прошлых событиях.

Результаты их исследований, опубликованные в журнале Nature Neuroscience , предполагают, что эти два региона координируют свои действия во время сна для закрепления воспоминаний о прошлых событиях и связанных с ними эмоциях.

«Мы уже много знали о роли зависимой от сна реактивации в дорсальной части гиппокампа, но о вентральной части гиппокампа известно сравнительно меньше», — сказала Medical Xpress Габриэль Жирардо, старший автор статьи.

«Кроме того, ранее было показано, что дорсальная часть гиппокампа во время сна взаимодействует с другими структурами, связанными с эмоциями, такими как миндалевидное тело. Однако анатомические данные показывают, что дорсальный гиппокамп не связан с этими структурами».

Как крысы обрабатывают эмоциональные переживания во время сна

Более ранние нейробиологические исследования показали, что дорсальный гиппокамп не связан с другими областями мозга, отвечающими за обработку эмоций. Это позволяет предположить, что он взаимодействует с этими областями через промежуточный участок мозга при консолидации эмоциональных воспоминаний о прошлых событиях.

Жирардо и ее коллеги выдвинули гипотезу, что эта промежуточная область представляет собой вентральный гиппокамп, другой сегмент гиппокампа. В отличие от дорсального гиппокампа, эта область, как известно, взаимодействует с областями мозга, отвечающими за обработку эмоций.

«Мы предположили, что дорсальная и вентральная части гиппокампа координируют свои действия во время сна, связывая контекстную и эмоциональную информацию и потенциально опосредуя связь с остальной частью эмоциональной сети», — сказал Жирардо. «Мы хотели проверить это, поскольку было неизвестно, как происходит дорсовентральная коммуникация во время сна после эмоциональных переживаний».

Для проверки своей гипотезы исследователи провели серию экспериментов с участием свободно передвигающихся крыс . В мозг этих крыс были имплантированы крошечные электроды, которые одновременно регистрировали активность множества нейронов как в дорсальном, так и в вентральном гиппокампе.

«Мы регистрировали электрофизиологические данные, когда крысы переживали эмоциональный опыт, а затем спали», — объяснил Жирардо. «Мы использовали вычислительные методы для анализа активности этих нейронов и изучения того, как они координируют свои действия/взаимодействуют во время сна, и насколько точно эта координация отражает предшествующий эмоциональный опыт».

В бодрствующем состоянии некоторые крысы получали небольшой электрический разряд, а другие — вознаграждение. Исследователи изучали активность нейронов в дорсальном и вентральном гиппокампе как во время этих воздействий, так и после них, когда крысы спали.

«Мы наблюдали нейронную реактивацию (явление, известное своей ролью в обработке памяти во время сна), которая охватывает всю ось гиппокампа после положительного или отрицательного эмоционального переживания», — сказал Жирардо.

К лучшему пониманию процесса консолидации эмоциональной памяти

Записи, собранные этой исследовательской группой, подтвердили, что во время сна мозг крыс закрепляет воспоминания об эмоциональных переживаниях, которые они испытывали в состоянии бодрствования. Закрепление как неприятных, так и приятных переживаний, по-видимому, поддерживается скоординированной активностью между дорсальным и вентральным гиппокампом.

«Мы также обнаружили, что реактивация более точно соответствует первоначальному опыту, когда этот опыт был негативным», — сказал Жирардо. «Это может объяснить склонность к более качественным воспоминаниям о негативных событиях по сравнению с позитивными. В более широком смысле, это выявляет механизм, который позволяет нам формировать воспоминания, сочетающие контекст и эмоции, как позитивные, так и негативные».

Если результаты этого недавнего исследования подтвердятся на людях, они могут помочь пролить свет на сложные нейронные процессы, поддерживающие консолидацию травматических воспоминаний, и сыграть роль в психических расстройствах, связанных с травмой. Например, они могут улучшить понимание посттравматического стрессового расстройства (ПТСР) и других психических расстройств, связанных с навязчивыми и иногда изнуряющими воспоминаниями о травматических событиях.

«Сейчас мы планируем выйти за рамки гиппокампа и расширить наше понимание межнейронной коммуникации, участвующей в консолидации эмоциональной памяти, на другие структуры, такие как миндалевидное тело или префронтальная кора», — добавил Жирардо. «Мы также надеемся понять, как стресс может дополнительно влиять на эти процессы, зависящие от сна».