Nedavno je istraživački tim izvestio o mehanizmu kompetitivne integracije prostorno-vremenskog kodiranja u pojedinačnim neuronima hipokampusa. Ovo otkriće pruža suštinsku neuronsku osnovu za razumevanje epizodne memorije u okviru prostorno-vremenskih konteksta.
Studija je objavljena u Neuronu 5. septembra.
Hipokampus je kritična regija mozga za epizodno pamćenje, igrajući važnu ulogu i u prostornoj i u vremenskoj spoznaji. Prethodne studije su identifikovale prisustvo ćelija mesta i vremenskih ćelija u hipokampusu, koje predstavljaju lokaciju organizma u okruženju i specifične trenutke u određenom vremenskom intervalu. Ove ćelije mogu da obezbede neuronsku osnovu za signale prostornog i vremenskog konteksta u epizodnoj memoriji.
Međutim, mehanizmi koji leže u osnovi interakcije između reprezentacije prostora i vremena u memorijskom sistemu hipokampusa ostaju nejasni.
Da bi se pozabavili ovim problemom, istraživači su dizajnirali različite zadatke virtuelne realnosti i navigacije u stvarnom svetu i koristili in vivo jednofotonsku mikroskopiju za snimanje i proučavanje prostorno-vremenskih reprezentacija hipokampalnih CA1 neurona kod miševa pod različitim brzinama kretanja.
Studija je otkrila da mnogi neuroni u hipokampalnom CA1 regionu pokazuju zajedničku reprezentaciju prostornih i vremenskih informacija, bilo u zadacima čiste prostorne navigacije (kretanje na fiksnoj udaljenosti bez eksplicitnih vremenskih znakova) ili zadacima čiste percepcije vremena (kretanje u određenom vremenskom periodu bez prostornog vizuelnog unosa). Drugim rečima, tokom iste faze zadatka, ovi neuroni su funkcionisali i kao ćelije mesta i vremenske ćelije.
Pored toga, temporalne reprezentacije CA1 ćelija su uhvatile vremensku pravilnost zadatka, što može olakšati transferno učenje. Ovi rezultati obezbeđuju jedinstveni mehanizam obrade za ćelije mesta i vremena i u skladu su sa teorijama koje organizuju epizodna sećanja na osnovu hipokampalnog prostorno-vremenskog okvira.
Štaviše, istraživači su otkrili da je u određenim ćelijama mesta, preferirana prostorna lokacija bila u negativnoj korelaciji sa proteklim vremenom, što znači da se polje mesta pomeralo unazad tokom kraćih vremenskih perioda. Slično, u nekim vremenskim ćelijama, postojala je negativna korelacija između željenog vremena i pređene udaljenosti. Ova konkurentska negativna korelacija značajno je poboljšala informativni sadržaj sekundarne dimenzije.
Tim je uključivao prof. Vang Čenga sa Šenžen instituta za naprednu tehnologiju (SIAT) Kineske akademije nauka, zajedno sa asistentom Chen Ksiaojingom sa Južnog univerziteta nauke i tehnologije.
„Naši nalazi razjašnjavaju mehanizam kompetitivne integracije između prostornog i vremenskog kodiranja, u skladu sa multipleksiranjem kognitivnih varijabli u različitim regionima mozga“, rekao je prof. Vang. „Ovo bi moglo bolje poslužiti epizodnom pamćenju pružanjem prefinjenijeg predstavljanja prostorno-vremenskih putanja ili konteksta.“
