Предыдущие исследования показали, что две структуры мозга, миндалина и гиппокамп, необходимы для этого процесса. Гиппокамп — это наш главный центр памяти. Повреждения здесь, вызванные, например, болезнью Альцгеймера, приводят к потере памяти. Миндалина важна для оценки эмоционального содержания окружающей среды, особенно для обнаружения угроз. Как эти две структуры взаимодействуют, создавая эмоциональные воспоминания?
В статье, опубликованной на этой неделе в Nature Communications, международная группа ученых во главе с Лабораторией клинической неврологии в Мадриде сообщает о механизме, связывающем миндалину и гиппокамп во время формирования эмоциональных воспоминаний. Они изучали электрические сигналы от электродов, имплантированных в миндалину и гиппокамп, у пациентов с лекарственно-устойчивой эпилепсией, в то время как эти пациенты выполняли задание на эмоциональную память.
Ход исследования
Пациенты из Международной больницы Рубера в Мадриде и Университетской больницы в Цюрихе подвергались воздействию вызывающих отвращение и нейтральных сцен. Двадцать четыре часа спустя визуальные эффекты были повторены вместе с новыми для оценки памяти. Эффективность запоминания была выше для вызывающих отвращение сцен по сравнению с нейтральными. Но что произошло в первый день, что позволило закодировать эмоциональные воспоминания в памяти?
Команда сообщает, что высокочастотная «гамма» мозговая активность появилась в миндалине вскоре после представления картинки, с наибольшей амплитудой для эмоционально вызывающих отвращение сцен, которые вспоминались через день. Отвращающие сцены также вызывали передачу более медленных «тета» колебаний от миндалины к гиппокампу.
Впоследствии гамма-активность увеличилась в гиппокампе во время формирования эмоциональной и нейтральной памяти. Поразительным наблюдением было то, что количество гамма-активности в гиппокампе, вызванной эмоциональными картинками, повышалось и понижалось с пиком и впадиной тета-колебаний миндалины. Это аналогично тому, как посылаются радиосигналы с амплитудной модуляцией (AM). Связь между тета миндалины и гамма гиппокампа наблюдалась в ответ на все эмоционально вызывающие отвращение картинки.
Однако то, что определяло, будет ли вспоминаться вызывающая отвращение картина на следующий день или нет, было точкой тета-колебаний миндалины (от пика к впадине), с которой была связана повышенная гамма-активность. Идентичная схема организации была обнаружена, когда команда регистрировала активность отдельных клеток мозга в гиппокампе. Этот механизм немного похож на серфинг: серфер должен находиться в определенной точке волны, чтобы поймать ее.
Различные точки колебания — от пика к впадине и обратно к пику — называются его «фазой». Таким образом, эти результаты показывают, что формирование отвращающей памяти у людей зависит от «фазового кода» миндалина-гиппокамп: миндалина координирует активность нейронов в гиппокампе, облегчая кодирование вызывающих отвращение сцен. Заинтригованные тем, почему фаза тета-колебаний миндалины должна быть так важна, исследователи продвинулись немного дальше.
Результат
Они обнаружили, что тета-колебание миндалины работает как таймер. Время, необходимое для циклического прохождения тета-колебаний до точной фазы, которая позволяла успешно кодировать аверсивную память, было временем, которое потребовалось для всплесков гамма-активности в гиппокампе, чтобы отразить гамма-всплески, которые произошли в миндалине.
Этот механизм мог бы в дальнейшем пролить свет на сигнальные процессы, посредством которых миндалина влияет на другие аспекты познания, такие как восприятие и принятие решений, прокладывая путь для целенаправленной терапии психических расстройств.