Neuron. 2020 Aug 5;107(3):552-565.e10.  doi: 10.1016/j.neuron.2020.05.008.

Sparse Activity of Hippocampal Adult-Born Neurons during REM Sleep Is Necessary for Memory Consolidation.

Kumar D 1 , Koyanagi I 1 , Carrier-Ruiz A 2 , Vergara P 1 , Srinivasan S 1 , Sugaya Y 2 , Kasuya M 1 , Yu T-S 3 , Vogt KE 1 , Muratani M 4 , Ohnishi T 5 , Singh S 1 , Teixeira CM 6 , Cherasse Y 1 , Naoi T 1 , Wang S-H 7 , Nondhalee P 1 , Osman BAH 1 , Kaneko N 8 , Sawamoto K 9 , Kernie SG 3 , Sakurai T 1 , McHugh TJ 10 , Kano M 2 , Yanagisawa M 1 , Sakaguchi M 11

1 International Institute for Integrative Sleep Medicine (WPI-IIIS), University of Tsukuba, Tsukuba, Ibaraki 305-0006, Japan.

2 Department of Neurophysiology, Graduate School of Medicine, The University of Tokyo, Tokyo 113-0033, Japan; International Research Center for Neurointelligence (WPI-IRCN), The University of Tokyo Institutes for Advanced Study (UTIAS), Tokyo 113-0033, Japan.

3 Department of Pediatrics, Columbia University College of Physicians and Surgeons, New York, NY 10032, USA.

4 Department of Genome Biology, Faculty of Medicine, University of Tsukuba, Tsukuba, Ibaraki 305-0006, Japan.

5 Graduate School of Information Science and Technology, The University of Tokyo, Tokyo 113-8656, Japan.

6 Emotional Brain Institute, Nathan Kline Institute, Orangeburg, NY 10962, USA.

7 Centre for Clinical Brain Sciences, Centre for Cognitive Ageing and Cognitive Epidemiology, University of Edinburgh, Edinburgh EH16 4SB, UK.

8 Department of Developmental and Regenerative Biology, Institute of Brain Science, Nagoya City University Graduate School of Medical Sciences, Nagoya, Aichi 467-8601, Japan.

9 Department of Developmental and Regenerative Biology, Institute of Brain Science, Nagoya City University Graduate School of Medical Sciences, Nagoya, Aichi 467-8601, Japan; Division of Neural Development and Regeneration, National Institute for Physiological Sciences, Okazaki, Aichi 444-8585, Japan.

10 RIKEN Center for Brain Science, Wako, Saitama 351-0106, Japan.

11 International Institute for Integrative Sleep Medicine (WPI-IIIS), University of Tsukuba, Tsukuba, Ibaraki 305-0006, Japan. Electronic address: sakaguchi.masa.fp@alumni.tsukuba.ac.jp.

Сновидения, согласно некоторым данным, имеют отношение к эпизодической памяти, которая, в свою очередь, зависит от активности клеток гиппокампа. В гиппокампе млекопитающих принято выделять среди других зон зубчатую фасцию, в которой нейрогенез происходит и у взрослых особей. Несмотря на то, что число «взросло-рожденных» нейронов относительно невелико, было показано, что эти нейроны играют критическую роль при формировании памяти. Какова их функция в процессах сновидений и консолидации памяти во сне, особенно во время фазы быстрых движений глаз, остается неизвестным. В данной работе авторы исследовали активность молодых нейронов (возраст нейронов от четырех недель) зубчатой фасции взрослых мышей во время сна с помощью кальциевого имиджинга и их возможную роль в консолидации памяти. Было установлено, что в целом активность молодых нейронов этой области снижается во сне, однако, при формировании опыта боязни обстановки у животных происходит рекрутирование популяции молодых нейронов зубчатой фасции, и эта популяция реактивируется во время фазы быстрых движений глаз последующего сна. Если с помощью оптогенетических манипуляций не давать этой относительно небольшой группе нейронов реактивироваться во время фазы быстрых движений глаз, то это приводит к изменениям экспрессии генов в этих нейронах (в частности, показано снижение экспрессии ранних генов), структурным изменениям дендритных шипиков этих нейронов (удлинению шипика) и нарушению консолидации данной памяти, т.е. на следующий день животные демонстрировали достоверно меньше замираний, чем мыши контрольной группы. При этом характеристики сна этих животных в период перед тестом и тета-осцилляции, регистрируемые в зубчатой фасции во время сна, не демонстрировали изменений при такой направленной инактивации этих нейронов.