В ходе нового исследования ученые Университета Гонконга (University of Hong Kong), Китай, под руководством доктора Лам Ву (Lam Woo) доказали существование у гиппокампа функций, о которых ранее физиологи не догадывались. Результаты работы опубликованы в международном академическом издании «Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America».
Головной мозг — единственный первоисточник мыслей, эмоций, восприятий, действий и воспоминаний. Однако детали его работы во многих аспектах до сих пор остаются неизвестными. Одной из главных проблем для нейробиологов в ХХI ст. является изучение закономерностей нервной деятельности, которая приводит к возникновению функций или поведения. Гиппокамп относится к подкорковым образованиям головного мозга, он играет важную роль в формировании памяти и ориентации в пространстве. Известно, что при болезни Альцгеймера и других формах деменции развиваются нарушения данной структуры, что проявляется нарушением кратковременной памяти и появлением ощущения дезориентации. Кроме того, нарушения гиппокампа связаны с развитием и других патологий, таких как эпилепсия, шизофрения, посттравматическое стрессовое расстройство и транзиторная глобальная амнезия. Однако его роль в сложных мозговых сетях и влиянии на функциональные нейронные связи, интегрирующие отдельные структуры, оставалась неизвестной.
Принимая во внимания имеющиеся данные о головном мозге, ученые предполагали, что гиппокамп продуцирует только высокочастотную активность, которая ограничена лишь гиппокампом. Однако в ходе работы они определили, что низкочастотная активность распространяется по дорзальной зубчатой извилине, называемой также зубчатой фасцией гиппокампа, к корковым и подкорковым образованиям, включая зрительную, слуховую и соматосенсорную кору. При проведении дальнейших экспериментов исследователи отметили, что фармакологическая инактивация гиппокампа приводит к уменьшению функциональных связей и увеличению времени обработки стимулов. Это свидетельствует о важной роли низкочастотной активности, распространяющейся вдоль гиппокампально-кортикального пути, и ее вкладе в формирование функциональных связей.
Авторы работы подчеркнули, что кора является крупнейшим отделом головного мозга у млекопитающих и играет ключевую роль в формировании памяти, сознания, внимания, знаний и ощущений. Другими словами, низкочастотная активность гиппокампа создает благоприятные условия для интеграции различных регионов коры, что проявляется улучшением слуха, зрения и тактильной чувствительности. Кроме того, подобная активность гиппокампа может улучшать процессы обучения и формирования памяти, особенно с учетом того, что она наблюдается обычно в фазу медленного сна, которая связана с памятью.
Ученые полагают, что полученные выводы станут важным шагом в развитии фундаментального понимания функциональных связей в головном мозге и роли гиппокампа. К тому же они отметили, что для своевременной диагностики и эффективного лечения нарушений, таких как болезнь Альцгеймера, деменция, эпилепсия и шизофрения, оправдано использовать функциональное магнитно-резонансное исследование и метод нейромодуляции.
- Chan R.W., Leong A.T., Ho L.C. et al. (2017) Low-frequency hippocampal–cortical activity drives brain-wide resting-state functional MRI connectivity. Proceedings of the National Academy of Sciences, Aug. 15 [Epub. ahead of print].
- The University of Hong Kong (2017) New functions of hippocampus unveiled: Scientists achieve major breakthrough in untangling mysteries of the brain. ScienceDaily, Sep. 29 (http://www.sciencedaily.com/releases/2017/09/170929093215.htm).
Юлия Котикович
