Нейробиологи открыли новые функции гиппокампа

Несмотря на свою важность, мозг является одним из наименее изученных органов человеческого тела.

Несмотря на свою важность, мозг является одним из наименее изученных органов человеческого тела.
Иллюстрация Tumisu/pixabay.com.

Расположение гиппокампа (вид с нижней стороны мозга). Красные области показывают примерное положение гиппокампа в височной доле мозга.

Расположение гиппокампа (вид с нижней стороны мозга). Красные области показывают примерное положение гиппокампа в височной доле мозга.
Иллюстрация Washington irving/Wikimedia Commons.

Несмотря на свою важность, мозг является одним из наименее изученных органов человеческого тела.
Расположение гиппокампа (вид с нижней стороны мозга). Красные области показывают примерное положение гиппокампа в височной доле мозга.

Учёные из Университета Гонконга совершили огромный прорыв в исследовании человеческого мозга. Команда под руководством профессора Эда Ву (Ed Wu) открыла новые функции гиппокампа, о которых ранее нейробиологам не было известно.

Напомним, что гиппокамп является частью лимбической системы головного мозга. Он участвует в механизмах формирования эмоций и консолидации памяти (перехода кратковременной памяти в долговременную), а также отвечает за навигацию и генерирует тета-ритм (один из ритмов ЭЭГ) при удержании внимания.

Болезнь Альцгеймера и другие формы деменции затрагивают и повреждают именно гиппокамп, неслучайно первые признаки этих расстройств – нарушение памяти и дезориентация. Люди, у которых нарушены функции гиппокампа, теряют способность формировать и сохранять новые воспоминания.

Кроме того, этот участок также тесно связан с другими болезнями и расстройствами, например, эпилепсией, глобальной амнезией, посттравматическим стрессовым расстройством, шизофренией и так далее.

Исследователи стремятся изучить человеческий мозг максимально точно – это даёт понимание природы многих болезней и, соответственно, помогает более эффективно с ними бороться. Тем не менее до сих пор роль гиппокампа и – главное – его связи с другими составляющими сложной системы нашего мозга были изучены недостаточно подробно.

После долгих исследований команда профессора Ву экспериментальным путём доказала, что низкочастотные ритмы электрической активности в гиппокампе (который, кстати, не "спит", даже если человек находится в коме) могут управлять функциональными связями в коре головного мозга и усиливать сенсорные реакции.

Расположение гиппокампа (вид с нижней стороны мозга). Красные области показывают примерное положение гиппокампа в височной доле мозга.

Кора головного мозга (слой серого вещества толщиной 1,3–4,5 миллиметра) играет очень важную роль в осуществлении высшей нервной деятельности. Эта область задействована в формировании эмоций и памяти, сознания и языковых функций, а также в процессах восприятия, мышления и познания.

Эксперты выяснили, что низкочастотная активность гиппокампа может стимулировать функциональную интеграцию между различными областями коры головного мозга и повышать чувствительность зрения, слуха и осязания. Кроме того, те же низкочастотные ритмы могут улучшить память и навыки обучения, поскольку они обычно наблюдаются в фазе медленного сна, а именно в это время наш мозг формирует воспоминания и раскладывает по полочкам своего хранилища данных новую информацию.

Более того, в ходе тех же испытаний фармакологическая инактивация гиппокампа уменьшила функциональность соединений мозга.

"Переключать" ритмы электрической активности специалистам помогли методы оптогенетической стимуляции. За результатами всех экспериментов учёные наблюдали при помощи функциональной магнитно-резонансной томографии.

По сути гиппокамп можно рассматривать как сердце мозга, заключают исследователи. Они уверены, что результаты работы, опубликованной в издании PNAS, сыграют ключевую роль в создании новых методов лечения болезни Альцгеймера на основе нейромодуляции гиппокампа.

Нейромодуляция – это внешнее воздействие на нейроны, которое меняет режим их работы. Она бывает фармакологической, магнитной, электрической. Эти методы также могут быть эффективны в лечении других заболеваний головного мозга, о которых мы упоминали выше.

К слову, в 2016 году команда Ву также выяснила, что таламус представляет собой не только ретрансляционную область мозга, которая передаёт сенсорную и моторную информацию от органов чувств к соответствующим областям коры больших полушарий, но и может инициировать нейронные взаимодействия на разных частотах.

Напомним, что ранее исследователи обнаружили в гиппокампе нейроны, подавляющие страх.