Giấc ngủ rất quan trọng trong liên kết cảm xúc với trí nhớ
Người dịch: BS. Huỳnh Lê Thái Bão
Các nhà nghiên cứu của U-M đã nghiên cứu cách mà những ký ức liên quan đến một sự kiện giác quan cụ thể được hình thành và lưu trữ ở chuột. Trong một nghiên cứu được thực hiện trước đại dịch coronavirus và được công bố gần đây trên tạp chí Nature Communications, các nhà nghiên cứu đã kiểm tra cách thức hình thành ký ức sợ hãi liên quan đến một kích thích thị giác cụ thể.
Họ phát hiện ra rằng không chỉ các tế bào thần kinh được kích hoạt bởi kích thích thị giác tiếp tục hoạt động nhiều hơn trong giấc ngủ tiếp theo, giấc ngủ còn quan trọng đối với khả năng kết nối ký ức sợ hãi với sự kiện giác quan của họ.
Nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng các vùng não hoạt động mạnh trong quá trình học tập chuyên sâu có xu hướng hoạt động nhiều hơn trong đợt ngủ sau đó. Nhưng điều chưa rõ ràng là liệu sự “kích hoạt lại” ký ức này trong khi ngủ có cần phải xảy ra để lưu trữ đầy đủ nội dung của tài liệu mới học hay không.
“Một phần những gì chúng tôi muốn tìm hiểu là liệu có sự liên lạc giữa các bộ phận của não đang dàn xếp ký ức đáng sợ và các tế bào thần kinh cụ thể làm trung gian cho ký ức tạm thời mà nỗi sợ hãi đang gắn liền vào đó hay không. Làm thế nào để chúng nói chuyện với nhau, và chúng phải làm như thế nào trong lúc ngủ? Chúng tôi thực sự muốn biết điều gì tạo điều kiện thúc đẩy quá trình tạo ra một liên kết mới, như một nhóm tế bào thần kinh cụ thể hoặc một giai đoạn cụ thể của giấc ngủ ” Sara Aton, tác giả cao cấp của nghiên cứu và là giáo sư tại UM, Khoa Sinh học phân tử, tế bào và phát triển. “Nhưng trong thời gian dài nhất, thực sự không có cách nào để kiểm tra điều này bằng thực nghiệm.”
Giờ đây, các nhà nghiên cứu có các dụng cụ để gắn thẻ di truyền cho các tế bào được kích hoạt bởi một cuộc thí nghiệm trong một khoảng thời gian cụ thể. Tập trung vào một nhóm tế bào thần kinh cụ thể trong vỏ não thị giác sơ cấp, Aton và tác giả chính của nghiên cứu, nghiên cứu sinh Brittany Clawson, đã tạo ra một bài kiểm tra trí nhớ thị giác. Họ cho một nhóm chuột xem một hình ảnh trung lập và biểu hiện các gen trong tế bào thần kinh vỏ não thị giác thì được kích hoạt bởi hình ảnh.
Để xác minh rằng những tế bào thần kinh này đã nhận diện hình ảnh trung lập này, Aton và nhóm của cô đã kiểm tra xem liệu họ có thể kích hoạt tác nhân trí nhớ về hình ảnh bằng cách kích hoạt có chọn lọc các tế bào thần kinh mà không cho chúng thấy bức ảnh hay không. Khi họ kích hoạt các tế bào thần kinh và kết hợp sự kích hoạt đó với một cú sốc nhẹ ở chân, họ nhận thấy rằng con vật sau đó sẽ sợ các kích thích thị giác trông giống với hình ảnh mà các tế bào mã hóa. Họ phát hiện ra điều ngược lại cũng đúng: sau khi kết hợp kích thích thị giác với một cú sốc ở chân, con vật của họ sau đó sẽ trở nên sợ hãi khi kích hoạt lại các tế bào thần kinh.
Aton nói: “Về cơ bản, nguyên tắc về kích thích thị giác và nguyên tắc về sự kích hoạt hoàn toàn nhân tạo này của các tế bào thần kinh đã tạo ra phản ứng giống nhau.”
Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng khi họ làm gián đoạn giấc ngủ sau khi cho các con vật xem một bức ảnh và làm chúng bị giật chân nhẹ, thì không có cảm giác sợ hãi liên quan đến kích thích thị giác. Những con có giấc ngủ bị gián đoạn này đã trở nên sợ kích thích thị giác cụ thể có liên quan đến cú sốc chân.
Aton cho biết: “Chúng tôi nhận thấy rằng những con chuột này thực sự trở nên sợ hãi trước mọi kích thích thị giác mà chúng tôi cho chúng xem. Từ khi chúng đi vào căn phòng nơi có các kích thích thị giác, chúng dường như biết có lý do để cảm thấy sợ hãi, nhưng chúng không biết cụ thể là chúng sợ điều gì.”
Theo Aton, điều này có thể cho thấy rằng, để chúng tạo ra mối liên hệ chính xác giữa nỗi sợ hãi với một kích thích thị giác, chúng phải kích hoạt lại các tế bào thần kinh mã hóa kích thích đó trong vỏ não cảm giác trong giấc ngủ. Điều này cho phép một kí ức trở nên cụ thể khi có một manh mối trực quan. Các nhà nghiên cứu nghĩ rằng đồng thời, vùng vỏ não cảm giác đó phải giao tiếp với các cấu trúc não khác, để kết hợp khía cạnh cảm giác của kí ức với khía cạnh cảm xúc.
Aton nói rằng những phát hiện của họ có thể có ý nghĩa về việc hiểu rõ lo lắng và rối loạn căng thẳng sau chấn thương.
“Đối với tôi, đây là một manh mối cho thấy, nếu bạn liên kết nỗi sợ hãi với một số sự kiện rất cụ thể trong khi ngủ, thì việc giấc ngủ gián đoạn có thể ảnh hưởng đến quá trình này. Khi thiếu ngủ, bộ não dường như đang xử lí điều đó rằng bạn đang sợ, nhưng bạn không thể liên kết được điều đó với điều cụ thể bạn đang sợ là gì”, Aton nói. “Quá trình chi tiết đó có thể trở nên sai lệch với PTSD hoặc rối loạn lo âu lan tỏa.”
Tài liệu tham khảo:
Brittany C. Clawson, Emily J. Pickup, Amy Ensing, Laura Geneseo, James Shaver, John Gonzalez-Amoretti, Meiling Zhao, A. Kane York, Femke Roig Kuhn, Kevin Swift, Jessy D. Martinez, Lijing Wang, Sha Jiang, Sara J. Aton. Causal role for sleep-dependent reactivation of learning-activated sensory ensembles for fear memory consolidation. Nature Communications, 2021; 12 (1) DOI: 10.1038/s41467-021-21471-2
