Как было установлено, гиппокамп, как основной компонент медиальной височной доли, играет решающую роль в формировании декларативной памяти у человека. У грызунов имеются некоторые свойства, которые облегчают многоуровневый анализ его функций. Гиппокамп необходим для пространственного обучения, которое у грызунов может быть оценено с помощью нескольких тестов, в том числе в водном лабиринте Морриса. В гиппокампе происходят изменения синаптической активности (например, долгосрочное потенцирование – long-term potentiation, LTP) после высокочастотного входа. Индивидуальные пирамидные клетки активизируются особым способом в зависимости от их месторасположения во время движения животного, что дает возможность прямого наблюдения за качеством пространственного кодирования.
The N-methyl-D-aspartate receptor (NMDAR), экспрессия которого достаточно высока а гиппокампе, рассматривается как идеальный молекулярный коинциндентный детектор, благодаря его потенциал-зависимому магниевому блоку (voltage-dependent magnesium block), высокой проницаемости кальция и медленной кинетике активации и дезактивации. Демонстрирование того, что индукция гиппокампального LTP зависит от активации NMDARs, укрепила мнение о связи LTP и синаптической гипотезой хранения памяти Хебба (Hebb's synaptic hypothesis), согласно которой центральную роль играют модификации синаптической эффективности через коинциндентный вход.
Фармакологические и генетические подходы показали, что гиппокампальные NMDARs, особенно в области СА1 гиппокампа, необходимы для приобретения пространственной памяти. Более того, делеция NMDARs в пирамидных клетках поля СА1 ведет к утрате скоординированной активности СА1 place cell (См. BOX 1) с перекрыванием полей и разрушением группового кодирования пространства.
NMDAR-опосредованная пластичность в рекуррентных связях в области СА3 гиппокампа играет критическую роль для быстрого кодирования вновь полученных впечатлений (новизны), т.е. процесса в чем-то сходного с формированием эпизодической памяти у человека. CA3- NR1-нокаутные мыши дефицитны по этому показателю и СА1 place cell этих мышей имели значительные нарушения, когда записи осуществляли в незнакомой для животного среде (with enlarged place fields and an augmented integrated firing rate).
Восстановление памяти – это ассоциативный процесс, который включает рекуррентную сетевую активацию как средство завершения паттерна (pattern completion). Утрата синаптической пластичности в рекуррентных коллатералях области СА3 предотвращает такое восстановление памяти, что было показано для CA3- NR1 нокаутов в тесте на пространственную память и проявлялось нескоординированной, пространственно менее слаженной активностью СА1 place-cell при partial-cue условиях.
Place-cell гиппокампа могут рассматриваться как следы памяти на уровне нейронного ансамбля, демонстрируя стабильный паттерн возбуждения, который может быстро развиваться и может быть реактивирован независимо от поведения. CA3- NR1 мыши-нокауты дают возможность прямо наблюдать четвертое важное свойство предполагаемых следов памяти – зависимое от опыта формирование пространственной специфичности полей.
Достигнут прогресс в понимании важного значения NMDARs в гиппокампальной памяти, как общей, так и специфической в том смысле где (which subfield/cell type) и когда (which phase of memory) нужны эти рецепторы. Более того, разработка генетических методов, включая индуцибельную и реверсивную активацию специфических для клеточных типов генов, и разработка более точного поведенческого и физиологического анализов приведет к более глубокому пониманию взаимосвязи между пластичностью, памятью и участками гиппокампа.
