Αργοί και Γρήγοροι Γάμμα Ρυθμοί Συντονίζουν Διαφορετικούς Τρόπους Χωρικής Ταξινόμησης στα Κύτταρα του Ιππόκαμπου (Slow and Fast Gamma Rhythms Coordinate Different Spatial Coding Modes in Hippocampal Place Cells)

Βασικές έννοιες Ταξινόμηση μακροπρόθεσμης μνήμης Ιππόκαμπος Αναδρομική (retrospective) Προσδοκώμενη (prospective) Ιππόκαμπος Place Cells Place field Ρυθμοί Γάμμα

Στόχος της έρευνας: Απόδειξη ότι στους αρουραίους η κωδικοποίηση αναδρομικής και προσδοκώμενης μνήμης επιτελείται σε μια υποπεριοχή του ιπποκάμπου (CA1) και σχετίζεται άμεσα με την εναλλαγή αργού και γρήγορου γάμμα ρυθμού.

Αναλογικές προσδοκώμενες και αναδρομικές λειτουργίες πληροφόρησης έχουν παρατηρηθεί σε κύτταρα του μέσο ενδορηνικού φλοιού (MEC). Γεγονότα κωδικοποίησης προσδοκώμενης και αναδρομικής μνήμης φάνηκε να συντονίζονται από ταυτόχρονα ενεργά κύτταρα. αυτά τα κύτταρα ακολουθούν διαφορετική διαδικασία πληροφόρησης

Αναδρομική και Προσδοκώμενη λειτουργία : Συμβαίνουν από διαφορετικά place cells Συνυπάρχουν Προτείνεται η ύπαρξη μηχανισμού στην περιοχή του ιππόκαμπου που εξασφαλίζει ότι ενεργοποιημένα κύτταρα επιτελούν τον ίδιο τρόπο κωδικοποίησης την ίδια χρονική στιγμή

Πρόταση: συντονισμός λειτουργιών μέσω γάμμα ρυθμών Υπόθεση: Εάν ο γρήγορος γάμμα ρυθμός Ρυθμίζει χωρική κωδικοποίηση μνήμης Συντονίζει κύτταρα κατά τη διάρκεια της αναδρομικής κωδικοποίησης Εάν ο αργός γάμμα ρυθμός Αντανακλά λειτουργία ανάκτησης μνήμης Συντονίζει κύτταρα κατά τη διάρκεια της μελλοντικής κωδικοποίησης

1)Έλεγχος υπόθεσης έδειξε ότι: CA1 place cells αντιπροσωπεύουν Αναδρομικές θέσεις - γρήγορος γάμμα ρυθμός Προσδοκώμενες θέσεις - αργός γάμμα ρυθμός Άρα η διαφορετικοί γάμμα ρυθμοί αντανακλούν διαφορετική χωρική κατεργασία στο δίκτυο του ιπποκάμπου Επίσης φάνηκε ότι η προσδοκώμενη κωδικοποίηση ορίζεται να συμβαινει στο πρώτο μισο του πεδίου υψηλής πυροδότησης ενώ η αναδρομική ορίζεται να συμβαίνει στο δεύτερο μισό του πεδίου υψηλής πυροδότησης.

Προηγούμενα ευρήματα : Place cells Κωδικοποιούν θέσεις κατά μήκος της πραγματικής θέσης του ζώου όταν αυτό αφήνει το χώρο ανταμοιβής Αντιπροσωπεύουν θέσεις πίσω από την πραγματική θέση του ζώου όταν αυτό πλησιάζει ένα χώρο ανταμοιβής Προσδοκώμενη κωδικοποίηση όταν το ζώο εγκαταλείπει χώρο ανταμοιβής Αναδρομική κωδικοποίηση όταν το ζώο πλησιάζει χώρο ανταμοιβής

Άρα η πλειονότητα των κυττάρων που είναι 2)Έλεγχος συσχέτισης γεγονότων κωδικοποίησης και διαφορετικών ειδών κυττάρων Ίδιο είδος κωδικοποίησης μόνο όταν το χρονικό διάστημα διέλευσης μέσω της περιοχής αυξημένης πυροδότησης είναι πολύ σύντομο Άρα η πλειονότητα των κυττάρων που είναι ενεργοποιημένα την ίδια χρονική στιγμή εμπλέκονται στον ίδιο τύπο κωδικοποίησης οι λειτουργίες συντονίζονται κατά μήκος των κυττάρων CA1

Το χρονοδιάγραμμα συντονισμού είναι ίδιο με την εναλλαγή αργού , γρήγορου ρυθμού του ιππόκαμπου. Τοπικά δυναμικά πεδία θα πρέπει να αντανακλούν τη δραστηριότητα των νευρώνων που δείχνουν συντονισμένη κωδικοποίηση περισσότερο από τη μειονότητα των νευρώνων που δε δείχνουν συντονισμένη κωδικοποίηση.

3)Έλεγχος αν οι γρήγοροι ,αργοί γάμμα ρυθμοί συντονίζουν μεμονωμένα τμήματα πυροδότησης κατά τη διάρκεια προσδοκώμενων αναδρομικών γεγονότων Υψηλή ισχύς γρήγορου γάμμα-αναδρομική Υψηλή ισχύς αργού γάμμα-προσδοκώμενη Αύξηση ισχύος γρήγορου γάμμα ρυθμού μεγαλύτερη από ότι η αύξηση της ισχύος αργού γάμμα ρυθμού κατά τη διάρκεια της αναδρομικής και μελλοντικής κωδικοποίησης αντίστοιχα Συγχρονίζονται περισσότερα κύτταρα κατά τη διάρκεια του γρήγορου γάμμα

Οι CA1 γάμμα ρυθμοί: Αντανακλούν ρυθμιστικές ανασταλτικές δυνατότητες Προερχόμενες από ρυθμιστικές πυροδοτήσεις GABAenergic ενδοσυναπτικών νευρώνων 4)Έλεγχος αν οι ενδοσυναπτικοί νευρώνες παρουσιάζουν αργή γάμμα πυροδότηση κατά τη διάρκεια της αναδρομικής κωδικοποίησης Αλληλεπίδραση αργών, γρήγορων γάμμα ρυθμών και προσδοκώμενης, αναδρομικής φάσης κλειδώματος νευρώνων

5)Έλεγχος σχέσης θήτα ρυθμού και αιχμών Αργές γάμμα αιχμές Δεν συμβαίνουν κατά μήκος όλου του φάσματος της θήτα φάσης Περιορίζονται στα προχωρημένα στάδια Γρήγορες γάμμα αιχμές κ Κατά μήκος όλων των θέσεων 6)Έλεγχος συσχέτισης ταχήτητας ανεπιτυχής Οι αρουραίοι ακολουθούν στερεοτυπικά μονοπάτια

Σας ευχαριστώ για την προσοχή σας

Slow and Fast Gamma Rhythms Coordinate Different Spatial Coding Modes in Hippocampal Place Cells Kevin Wood Bieri,1,2 Katelyn N. Bobbitt,1 and Laura Lee Colgin1,2,* 1Center for Learning and Memory 2Institute for Neuroscience 1 University Station Stop C7000, The University of Texas at Austin, Austin, TX 78712, USA *Correspondence: colgin@mail.clm.utexas.edu http://dx.doi.org/10.1016/j.neuron.2014.03.013 http://www.human-memory.net/types_retrospective.html http://hargreaves.swong.webfactional.com/place.htm http://www.plosbiology.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pbio.1001045 http://www.hindawi.com/journals/np/2011/960389.fig.001.jpg http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/25/CajalHippocampus_%28modified%29.png/300px-CajalHippocampus_%28modified%29.png http://brainmind.com/images/EntorhinalCortex.jpg http://examinedexistence.com/wp-content/uploads/2013/07/memories.jpg