Sebelumnya, periset tahu bahwa mencabut tikus tidur setelah tikus melakukan tugas mengakibatkan tikus melupakan aspek tugas itu. Tetapi para periset tidak yakin apa fungsi dari hippocampus - dua struktur berbentuk kuda laut yang terletak di cuping temporal otak di mana banyak ingatan jangka panjang dibuat - tidak dapat melakukan tugasnya.
Sekarang, para peneliti telah menemukan bahwa gangguan pada osilasi terkait tidur — atau penembakan neuron secara ritmis — dalam satu sub-bagian hipokampus kemungkinan besar penyebabnya. Hasilnya muncul di Alam Komunikasi.
Untuk menguji peran osilasi dalam pembentukan memori, para peneliti mencatat aktivitas hippocampal baseline dari sekelompok tikus. Mereka menempatkan tikus ke lingkungan baru, membiarkan mereka menjelajah, memberi mereka kejutan ringan, lalu memasukkan mereka kembali ke kandang rumah mereka untuk beristirahat dan tidur normal.
"Jika Anda mengembalikan mouse ke struktur yang sama dalam sehari atau bahkan beberapa bulan kemudian, mereka akan memiliki respons ketakutan yang sangat stereotip ini, yaitu pembekuannya," kata penulis senior Sara Aton, asisten profesor di molekul University of Michigan , seluler, dan perkembangan biologi. "Tapi jika Anda tidur-mencabut seekor binatang selama beberapa jam setelah itu-pasangan mengejutkan, tikus tidak akan mengingatnya keesokan harinya."
Para periset menemukan bahwa pada tikus tidur normal, osilasi yang berhubungan dengan tidur di subbagian hippocampus yang disebut CA1 lebih kuat setelah belajar. Mereka kemudian mengambil sekelompok tikus baru, merekam aktivitas hippocampal awal mereka dan meminta mereka menyelesaikan tugas yang sama. Para periset juga memberi tikus ini obat untuk menghambat populasi neuron penghambat kecil di CA1 yang mengekspresikan parvalbumin.
Para peneliti tidak mengubah perilaku tidur hewan-mereka tidur normal. Tapi mematikan aktivitas neuron yang mengekspresikan parvalbumin mengganggu penembakan berirama neuron CA1 sekitarnya sementara hewan-hewan itu tertidur. Menekan sel yang mengekspresikan parvalbumin tampaknya benar-benar menghapus peningkatan akrual yang terkait dengan pembelajaran di bagian hippocampus mouse itu.
"Ada sebuah teorema lama yang disebut Hukum Hebb, yaitu, 'Api bersama, berkerabat bersama,'" kata Aton. "Jika Anda bisa mendapatkan dua neuron untuk dipecat dengan keteraturan yang sangat dekat satu sama lain, kemungkinan besar Anda akan mempengaruhi kekuatan hubungan di antara keduanya."
Ketika neuron terus dipecat bersama secara teratur dan berirama, tikus-tikus itu lupa ada hubungan yang menakutkan dengan tugas mereka.
"Aktivitas osilasi yang dominan, yang sangat penting untuk dipelajari, dikendalikan oleh jumlah populasi sel dalam hippocampus yang sangat kecil," kata Nicolette Ognjanovski, seorang mahasiswa pascasarjana dan rekan penulis studi tersebut. "Ini mengubah narasi dari apa yang kita pahami tentang bagaimana jaringan bekerja. Osilasi yang dikendalikan oleh sel parvalbumin dikaitkan dengan perubahan jaringan global, atau stabilitas. Kenangan tidak tersimpan dalam sel tunggal, namun didistribusikan melalui jaringan. "
Para periset juga membandingkan stabilitas koneksi neuron antara kelompok kontrol dan kelompok yang osilasi tidurnya terganggu. Mereka menemukan bahwa tidak hanya koneksi yang lebih kuat pada kelompok kontrol setelah percobaan pembelajaran mereka, tetapi juga bahwa koneksi neuron tersebut juga lebih kuat. Perubahan ini diblokir saat osilasi hippocampal terkait tidur terganggu secara eksperimental.
"Sepertinya populasi neuron yang menghasilkan ritme di otak saat tidur ini memberikan beberapa konten informasi untuk memperkuat ingatan," kata Aton. "Ritme itu sendiri nampaknya merupakan bagian yang paling penting, dan mungkin mengapa Anda perlu tidur agar bisa membentuk kenangan ini."
Selanjutnya, para periset berencana untuk menguji apakah memulihkan osilasi nippocampal (menirukan efek tidur di CA1) sudah cukup untuk mendorong pembentukan memori normal saat tikus kekurangan tidur.
Sumber: University of Michigan
Buku terkait
at Pasar InnerSelf dan Amazon
