Ahli Saraf MIT Mengenali Sirkulasi Otak di Hippocampus yang menggambarkan waktu kejadian

Ahli saraf MIT telah menemukan bahwa sel piramidal (hijau) di wilayah CA2 dari hipokampus bertanggung jawab untuk mempertahankan periode kritis. Pendanaan: The Tonegawa Lab, diterbitkan oleh MIT News

Hasilnya menunjukkan bahwa daerah hipokampus ini membantu kita memiliki waktu ingatan yang lebih baik.

Saat kita menjumpai peristiwa baru, otak kita mencatat tidak hanya apa yang terjadi, tapi juga ceritanya, termasuk waktu dan tempatnya. Studi baru dari SAYA Ahli saraf memantau bagaimana waktu memori diekspresikan di hipokampus, menunjukkan bahwa waktu dan tempat dicatat secara terpisah.

Dalam studi terhadap tikus, para peneliti mengidentifikasi wilayah hipokampus yang digunakan hewan untuk mempertahankan waktu berbelok ke kiri atau ke kanan. Saat area ini ditutup, tikus tidak dapat mengingat ke arah mana harus berbelok. Namun, distorsi area tersebut sepertinya tidak mengganggu ingatan mereka yang berada di udara.

Temuan ini menambah bukti bahwa ketika kita mengingat informasi baru, banyak jenis ujung saraf di otak berputar di sekitar waktu dan informasi, kata para peneliti.

“Ada konsep yang muncul dari ‘penempatan sel’ dan ‘waktu sel’ untuk menciptakan lebih banyak memori untuk hipokampus. Ruang hidup dan waktu terbatas membantu kita memiliki waktu untuk mengingat apa yang kita ingat, “kata Chris MacDonald, seorang ilmuwan penelitian di Institut Picower untuk Pembelajaran dan Memori MIT dan penulis utama studi tersebut.

Susumu Tonegawa, Profesor Picower Biology and Neuroscience di RIKEN-MIT Laboratory of Neural Circuit Genetics di Picower Institute, adalah penulis utama studi tersebut, yang muncul minggu ini di Pertumbuhan Akademi Sains Nasional.

Waktu dan tempat

Hampir 50 tahun yang lalu, ahli saraf menemukan bahwa hipokampus otak mengandung neuron yang mengingat area tertentu. Sel-sel ini, yang dikenal sebagai pesawat ruang angkasa, menyimpan informasi yang menjadi bagian dari ingatan mereka.

Bagian sulit lain dari ingatan apa pun adalah waktu. Pada 2011, MacDonald dan almarhum Howard Eichenbaum, seorang profesor psikiatri di Universitas Boston, menemukan sel-sel yang sensitif terhadap waktu di hipokampus yang disebut CA1.

Studi tersebut, MacDonald, yang saat itu menjadi postdoc di Boston University, menemukan bahwa sel-sel tersebut menunjukkan tembakan yang berkaitan dengan waktu ketika tikus dilatih untuk berinteraksi dengan dua pemicu – sebuah objek dan aroma – yang dikirim dengan jeda 10 detik di antara mereka. . Penundaan itu diperkuat menjadi 20 detik, sel-sel tersebut mendesain ulang mode tembakan mereka untuk menghilangkan 20 detik, bukan 10.

“Ini seperti mereka membuat pertunjukan sementara yang baru, seperti tempatnya,” kata MacDonald. “Pikiran yang akan datang tampaknya adalah bahwa sel-sel di wilayah dan waktu ditakdirkan untuk mengingat apa yang terjadi agar sesuai dengan waktu dan tempat.”

Dalam studi ini, para peneliti ingin mengidentifikasi bagian lain dari otak yang dapat memberikan informasi CA1 dari waktu ke waktu. Penelitian sebelumnya juga menunjukkan bahwa komponen dekat hipokampus yang disebut CA2 dapat memainkan peran seiring waktu. CA2 adalah area hipokampus yang sangat kecil yang belum dipelajari secara ekstensif, tetapi telah terbukti sangat berkorelasi dengan CA1.

Untuk mempelajari hubungan antara CA2 dan CA1, para peneliti menggunakan model tikus di mana mereka dapat menggunakan cahaya untuk mengarahkan peristiwa saraf di wilayah CA2. Dia melatih tikus untuk menjalankan baris kedelapan tentang cara memenangkan hadiah jika mereka beralih ke kiri dan kanan setiap kali berlari. Selama setiap tes, dia berlari di tanah selama 10 detik, dan selama waktu itu, dia harus mengingat bagian yang telah dia jawab di kasus sebelumnya, untuk melakukan sesuatu yang berbeda di kasus berikutnya.

Ketika para peneliti menutup aktivitas CA2 saat tikus sedang berjalan, mereka menemukan bahwa tikus tersebut tidak bekerja dengan baik dalam tugas tersebut, yang menunjukkan bahwa mereka tidak dapat mengingat ke mana mereka telah pindah pada percobaan pertama.

“Saat hewan berfungsi dengan baik, ada sejumlah sel di CA1 yang dilepaskan selama ini,” kata MacDonald. “Jika Anda menonaktifkan CA2, apa yang Anda lihat dan tulis untuk sementara di CA1 menjadi tidak perlu dan terbuang percuma seiring waktu. Itu menjadi berantakan, dan ini tampaknya sejalan dengan mereka yang juga melakukan pekerjaan dengan baik. ”

Sirkuit memori

Ketika para peneliti menggunakan cahaya untuk memblokir neuron CA2 saat tikus mengemudi dalam keadaan kompleks, mereka tidak merusak “sel lokasi” CA1 yang memungkinkan tikus mengingat lokasi mereka. Penemuan ini menunjukkan bahwa informasi periodik disimpan secara berbeda oleh bagian berbeda dari hipokampus, kata MacDonald.

“Salah satu hal hebat tentang proyek ini adalah bahwa pengetahuan tentang masa lalu dan masa kini dapat bekerja dengan cara yang sama dan dapat diintegrasikan atau dialihkan ke berbagai bagian komunitas, bergantung pada apa yang harus Anda lakukan dari perspektif,” dia berkata.

MacDonald sekarang merencanakan lebih banyak studi yang telah teruji oleh waktu, termasuk bagaimana kita memandang waktu secara berbeda, dan bagaimana indra waktu kita memengaruhi kinerja kita. Pertanyaan lain yang ingin mereka tanyakan adalah apakah otak memiliki berbagai isyarat visual yang dipisahkan oleh detik dan peristiwa yang dipisahkan oleh waktu yang sangat lama.

“Entah bagaimana, apa yang kami ingat melindungi peristiwa dalam berbagai cara, dan saya ingin tahu bagaimana mungkin melakukan itu,” katanya.

Referensi: “Faktor penting dalam dimasukkannya CA2 dalam kelompok sel CA1 yang sesuai berkontribusi pada memori” penulis Christopher J. MacDonald dan Susumu Tonegawa, 11 Januari 2021, Pertumbuhan Akademi Sains Nasional.
PENGALAMAN: 10.1073 / pnas.2020698118

Studi ini didukung oleh RIKEN Center for Brain Science, Howard Hughes Medical Institute, dan JPB Foundation.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Teori konspirasi memengaruhi perilaku kita – bahkan jika kita tidak mempercayainya!

Paling tidak karena COVID-19 pandemi, teori konspirasi lebih relevan dari sebelumnya. Mereka diberitakan dan didiskusikan di hampir semua media dan komunikasi. Tapi...

“Doodle Ringan” Nyata dalam Waktu Nyata

Para peneliti di Tokyo Metropolitan University telah merancang dan menerapkan algoritme yang disederhanakan untuk mengubah garis yang digambar secara bebas menjadi hologram pada CPU...

Teleskop Webb NASA menyertakan tabir surya seukuran lapangan tenis untuk perjalanan jutaan kilometer

Kedua wajah tabir surya James Webb Space Telescope dinaikkan secara vertikal untuk mempersiapkan pelipatan lapisan tabir surya. Kredit: NASA / Chris Gunn Insinyur bekerja...

Mineralogi Hangat Global Mengelola Pusat Perlindungan Kehidupan Batin

Tim lapangan DeMMO dari kiri ke kanan: Lily Momper, Brittany Kruger, dan Caitlin Casar mengambil sampel air yang meledak dari toilet DeMMO. Pendanaan:...

Genom manusia modern tertua, direkonstruksi menggunakan DNA tengkorak berusia 45 tahun

Tengkorak dari Gua Zlatyk dekat Praha ini adalah milik orang modern paling awal yang diketahui di Eropa. Penulis: Marek Jantach Tengkorak fosil seorang wanita...

Newsletter

Subscribe to stay updated.