Kenangan tempat “melayang” di seluruh otak karena mereka dibawa oleh berbagai set neuron dari waktu ke waktu, sebuah studi baru pada tikus menunjukkan.
Secara historis, ahli saraf berpikir bahwa ingatan lokasi dan fitur lingkungan terdekat kita dikodekan oleh spesifik “Tempatkan sel. “Sel -sel tempat ini, yang terletak di pusat memori utama yang disebut Hippocampusnyalakan ketika mamalia memasuki lingkungan spesifik yang mereka kenal – katakanlah, pintu ke rumah atau air terjun di jalur hiking. Diperkirakan bahwa aktivasi sel -sel tempat ini bertindak sebagai semacam peta di otak dengan menyandikan kenangan abadi dari tempat -tempat tertentu serta memungkinkan navigasi.
“Kembali ke 1960 -an dan 1970 -an, kami pada dasarnya berpikir itu [spatial] Kenangan dikodekan oleh neuron spesifik di otak, “kata penulis studi senior Daniel Dombeckseorang profesor dan penyelidik utama neurobiologi di Universitas Northwestern. “Itu adalah pemikiran untuk mungkin 30, 40 tahun – sampai sekitar 10 tahun yang lalu.”
Pada 2013, sebuah makalah di jurnal Neuroscience Alam Mengaduk beberapa kontroversi dan “meniup pikiran semua orang,” kata Dombeck. Studi ini menggunakan teknik yang lebih baru untuk menyelidiki sel -sel di hippocampus tikus, mengungkapkan bahwa representasi otak dari tempat tidak konsisten seperti yang pernah diperkirakan. Beberapa sel secara konsisten diaktifkan kembali ketika tikus dikembalikan ke labirin berulang kali, tetapi secara keseluruhan, kelompok neuron aktif berfluktuasi. Alih-alih menjadi “peta mental” statis, representasi spasial ini berubah selama percobaan selama berminggu-minggu.
Fenomena ini kemudian dikenal sebagai “penyimpangan representasional hippocampal,” tetapi idenya bertemu dengan pushback. Beberapa ilmuwan bertanya -tanya apakah pergeseran aktivitas otak sebenarnya terkait dengan perubahan di lingkungan tikus – mungkin bau atau suara di labirin berbeda antara putaran percobaan, atau tikus bergerak melalui labirin lebih lambat atau cepat dalam putaran tertentu.
Dalam studi baru mereka, diterbitkan Rabu (23 Juli) di jurnal AlamDombeck dan timnya berangkat untuk mengendalikan variabel -variabel yang sulit diatur itu, dan mereka melakukannya menggunakan realitas virtual dan treadmill kecil.
Terkait: Bisakah otak Anda kehabisan memori?
Dalam setiap putaran percobaan, tikus ditempatkan di atas treadmill yang dikelilingi oleh layar. Sama dengan pengontrol video game, treadmill bertindak sebagai saluran bagi tikus untuk menjelajahi labirin virtual, yang persis sama setiap saat. Tim kemudian dapat secara langsung membandingkan uji coba di mana tikus menjalankan kecepatan yang sama, sehingga menghilangkan variabilitas itu.
Selain itu, kerucut ditempatkan di atas hidung masing -masing hewan pengerat untuk memompa dalam aroma yang sama selama setiap putaran, dan white noise dimainkan di latar belakang untuk menormalkan lanskap pendengaran.
Ketika tikus menavigasi labirin virtual, para peneliti memantau aktivitas sel hippocampal mereka secara real time. Mereka melakukan ini dengan membuka jendela fisik ke otak dan memperkenalkan zat yang bersinar ketika sel -sel otak diaktifkan. Mereka kemudian dapat memantau cahaya ini di bawah mikroskop. Pengaturan ini tidak membatasi umur panjang tikus lab, sehingga mereka dapat menjalankan percobaan lagi dan lagi selama penelitian, Dombeck mencatat.
Dengan mengendalikan lingkungan dengan begitu erat, “saya yakin kami akan mengurangi penyimpangan representasional ini,” katanya kepada Live Science. “Aku yakin ingatan itu akan terlihat lebih stabil selama berhari -hari – dan bukan itu yang kita temukan.”
Tim mengamati bahwa hanya sebagian kecil sel – sekitar 5% hingga 10% dari mereka yang direkam – berperilaku seperti sel tempat konvensional, menerangi secara konsisten di setiap putaran. Sel -sel stabil ini juga merupakan yang paling bersemangat secara keseluruhan, yang berarti mereka lebih cenderung menembak sebagai respons terhadap stimulus. Faktanya, tim dapat memprediksi sel mana yang paling tidak mungkin melayang berdasarkan tingkat rangsangan mereka. Sementara itu, sel-sel yang kurang pasti jauh lebih rentan untuk melayang.
Jadi mengapa drift ini terjadi? “Ini mungkin mekanisme yang digunakan otak untuk memisahkan pengalaman yang sangat mirip menjadi ingatan individu yang terpisah sehingga kita dapat mengaksesnya secara terpisah nanti,” saran Dombeck. Jadi, meskipun Anda mungkin kembali ke suatu tempat berulang kali – bekerja, sekolah atau taman favorit – Anda tetap dapat membedakan berbagai kunjungan dalam pikiran Anda.
Dengan kata lain, penyimpangan mungkin merupakan cara bagi otak untuk melacak berlalunya waktu, katanya.
Dombeck mencurigai jenis penyimpangan jenis ini Kenangan episodiksecara umum, yang merupakan pengalaman pribadi spesifik yang terjadi di lokasi dan waktu tertentu. Jenis memori lainnya – seperti Kenangan motortentang keterampilan gerakan yang dipelajari – dapat diwakili secara berbeda di otak.
Studi ini memiliki beberapa keterbatasan. Untuk satu, pendekatan perekaman otak yang digunakan dalam penelitian ini hanya menangkap sebagian kecil sel di hippocampus tikus-mungkin 1% dari ratusan ribu neuronnya. Tetapi berdasarkan studi sebelumnya, tim mencurigai proses serupa terjadi di seluruh hippocampus.
Selain itu, penelitian pada tikus tidak dijamin berlaku untuk manusia. Tetapi Dombeck mengatakan dia akan berharap proses yang diamati dalam studi tikus ini “cukup mirip” dengan mereka yang terungkap di hippocampus manusia. Karena sel -sel hippocampus menjadi kurang bersemangat seiring bertambahnya usia, bisa jadi memori memburuk dengan usia sebagian karena beberapa sel stabil di inti ingatan kita kehilangan rangsangan, Dombeck menyarankan.
“Jika kita entah bagaimana bisa mengubah rangsangan neuron kita atau mempertahankan rangsangan itu dari waktu ke waktu, kita mungkin bisa mempertahankan memori,” Dombeck berspekulasi. Tetapi gagasan itu perlu didukung dengan penelitian lebih lanjut.
