REM Sleep and Emotional Processing: Insights from the Ventral Hippocampus in Rats

Abstract

In memory-related processes, sleep plays a pivotal role, with most studies focusing on non-rapid eye movement (NREM) sleep. On the other hand, rapid eye movement (REM) sleep has been hypothesized to contribute uniquely to emotional processing. The hippocampus is a neural structure critical for memory and spatial navigation, with extensive literature documenting the dorsal hippocampus's involvement in these domains. In contrast, the ventral hippocampus remains comparatively understudied, although emerging evidence implicates its roles in emotional regulation. This thesis seeks to bridge these ideas by investigating how emotional experiences modulate ventral hippocampal activity during REM sleep. Using electrophysiological data recorded from the rat hippocampus after either rewarding or aversive waking experiences, we examine changes in sleep architecture and neural dynamics. First, we characterize sleep structure, such as the duration of sleep epochs and sleep depth. We found minor variations linked to the valence of the preceding experience, with more prominent effects arising from circadian factors. Subsequent analyses of local field potentials focused on spectral power and phase locking within hippocampal oscillations, revealing no significant differences between reward and aversion conditions....

V procesech spojených s emoční pamětí hraje spánek vždy klíčovou roli, přičemž většina studií se zaměřuje především na non-rapid eye movement (NREM) spánek. Na druhou stranu existují hypotézy, že rapid eye movement (REM) spánek přispívá výlučně ke zpracování emocí. Hipokampus je mozková struktura klíčová pro paměť a prostorovou orientaci. Zapojení dorzální části hipokampu v těchto oblastech je v literatuře důsledně zdokumentováno a ačkoli v prostudování ventrálního hipokampu zůstávají značné mezery, nově vznikající studie mu přisuzují roli v emoční regulaci. Tato diplomová práce si dává za cíl propojit tyto poznatky pomocí analýzy toho, jak emoční zkušenosti modulují aktivitu ventrálního hipokampu po během REM spánku. Pomocí elektrofyziologických dat nahraných z krysího hipokampu po odměňující nebo averzivní zážitcích z bdělého stavu zkoumáme změny ve spánkové architektuře a nervové dynamice. Nejprve charakterizujeme spánkovou strukturu, například délku jednotlivých spánkových epoch a hloubku spánku. Zjistili jsme drobné rozdíly související valencí předchozí zkušenosti, přičemž výraznější efekty však vyplývaly z cirkadiánních faktorů. Následné analýzy local field potentials se zaměřili na spectral power - sílu signálu, a phase locking value - míru koordinace fází více frekvencí, v rámci...