Университет Мэриленда в округе Балтимор 10 апреля 2026 года
Новое исследование, проведенное в Университете Мэриленда в округе Балтимор (UMBC), показало, как две разные части центра памяти в мозге объединяются в ключевой области, отвечающей за вознаграждение, помогая мышам — и, вероятно, людям — сочетать воспоминания о местах и контекстах с желанием получить вознаграждение.
Полученные данные позволяют по-новому взглянуть на то, как мозг объединяет информацию о том, «где» и «что доставляет удовольствие», чтобы принимать повседневные решения, например идти в любимый ресторан, чтобы встретиться с друзьями, или искать новые впечатления. В частности, это открытие, опубликованное в Journal of Neuroscience, показывает, что сигналы, поступающие из дорсального и вентрального гиппокампа, сходятся на одних и тех же нейронах в другой области мозга — прилежащем ядре, где они взаимодействуют, усиливая действие друг друга.
"Связь между гиппокампом и прилежащим ядром — это место, где карта мозга, указывающая, куда двигаться, пересекается с ощущением того, зачем туда идти".
Тара ЛеГейтс, старший автор исследования, доцент кафедры биологических наук Университета Мэриленда в Балтиморе
В течение многих лет ученые считали, что дорсальный гиппокамп, который в большей степени связан с пространственной памятью и навигацией, и вентральный гиппокамп, который в большей степени связан с эмоциями и мотивацией, функционируют независимо друг от друга. Эта статья ставит под сомнение такое представление.
«Один нейрон может получать сигналы от разных областей мозга, и понимание того, как он их интегрирует, крайне важно для понимания того, что лежит в основе целенаправленных действий», — говорит ЛеГейтс.
Хотя текущее исследование сосредоточено на отдельных клетках, его результаты имеют более широкое значение. Более глубокое понимание того, как эти нейронные цепи, связанные с вознаграждением, обрабатывают и комбинируют информацию, может пролить свет на причины нарушений мотивации, таких как депрессия, зависимость или тревожные расстройства.
Крупный план конвергенции
Исследовательская группа использовала передовые методы, в том числе стимуляцию определенных нейронных путей с помощью света (метод, называемый оптогенетикой), точные измерения электрической активности нейронов и детальные микроскопические изображения, чтобы выявить группу нейронов в определенной части прилежащего ядра, которая получает прямой сигнал как от дорсального, так и от вентрального гиппокампа.
Важно отметить, что синапсы, участвующие в этих двух процессах, расположены очень близко друг к другу — часто на расстоянии пары микрон (тысячных долей миллиметра) — на одних и тех же ветвях дендритов нейронов, которые на нервных клетках выглядят как корни деревьев. Такая близость позволяет им быстро влиять друг на друга. Ученые обнаружили, что, когда оба входа активны одновременно, они вызывают более сильную совместную реакцию, чем каждый из них по отдельности.
Исследователи сотрудничали с Тагиде де Карвалью, директором Центра визуализации Кейта Портера при Университете Мэриленда в Балтиморе, чтобы получить изображения с высоким разрешением, которые подтвердили наличие тесных связей между нейронами. Обновленное программное обеспечение позволило команде сделать ультратонкие цифровые срезы (толщиной 0,2 микрона) и создать трехмерные реконструкции ветвей нейронов, наглядно демонстрирующие близкое расположение синапсов, обеспечивающее их взаимодействие.
Первый автор исследования, Эшли Копенхейвер, доктор философии в области нейробиологии и когнитивистики, выполняла большую часть практической работы по записи и визуализации данных, а также обучала студентов.
«Одной из самых захватывающих частей этого технически сложного проекта было использование двухцветной оптогенетики во время электрофизиологических исследований. Я буквально направлял крошечные пучки красного и синего света на ткани мозга, активируя нейроны дорсального или вентрального гиппокампа, чтобы регистрировать электрические реакции нейронов прилежащего ядра. Это было волшебно, — говорит Копенхейвер. — Мне не только понравилась эта техника, но и то, что мы выявили несколько действительно важных и фундаментальных механизмов интеграции сигналов в мозге». Мне не терпится узнать, к чему приведет эта работа.
От клеток к поведению
Понимание того, как отдельный нейрон обрабатывает сигналы из разных областей мозга, — ключ к пониманию сложных форм поведения, считает ЛеГейтс, которая также работает на кафедре фармакологии и физиологии в Медицинской школе Университета Мэриленда. Сигналы из дорсального и вентрального гиппокампа, «вероятно, взаимодействуют сильнее, чем мы предполагали ранее, и это может изменить подход к изучению мотивации и обучения», — добавляет она.
Подобная конвергенция, вероятно, помогает животным формировать ассоциации между положительными результатами и средой, в которой они достигаются, — а это важнейшая способность для выживания. По словам ЛеГейтс, подобная конвергенция наблюдается и в других областях мозга, связанных с эмоциональным обучением, что позволяет предположить, что мозг широко использует эту стратегию для установления связи между определенным контекстом, чувствами и действиями.
Лаборатория ЛеГейтс уже работает над продолжением исследования, изучая, как стресс и такие вещества, как еда, лекарства и запрещенные наркотики, влияют на эти связи. В долгосрочной перспективе это поможет разработать более целенаправленные методы лечения различных психических расстройств. В ближайшем будущем команда надеется зафиксировать активность этих особым образом связанных нейронов во время реальных действий, чтобы напрямую связать недавно обнаруженную взаимосвязь между вентральным и дорсальным гиппокампом с поведением.
Обнаружив этот скрытый уровень взаимодействия между нейронными путями гиппокампа, лаборатория ЛеГейтс расширила наши представления о том, как мозг связывает воедино память и мотивацию — фундаментальный процесс, определяющий решения, которые мы принимаем в повседневной жизни.
Источник:
Мэрилендский университет округа Балтимор
Ссылка на журнал:
Копенгавер А. Э., и др. (2026). Гетероснаптические взаимодействия между дорсальным и вентральным гиппокампом в отдельных средних шипиковых нейронах вентромедиальной оболочки прилежащего ядра. Журнал нейрофизиологии. DOI: 10.1523/JNEUROSCI.1225-25.2026. https://www.jneurosci.org/content/46/10/e1225252026
Чтобы написать отзыв нужно авторизоватся