ID-ovi studije miša Kako mozak s vremenom povezuje sjećanja

Koristeći minijaturni mikroskop, neuroznanstvenici sa Sveučilišta Kalifornija u Los Angelesu (UCLA) kod miševa su identificirali kako mozak s vremenom povezuje različita sjećanja.

I dok starenje slabi ove veze, istraživači kažu kako su osmislili način za sredovječni mozak da ponovno poveže zasebna sjećanja.

Nalazi objavljeni u Priroda, sugeriraju moguću intervenciju za ljude koji pate od dobnih problema s pamćenjem, prema istraživačima.

"Do sada su se neuroznanstvenici usredotočili na to kako mozak stvara i pohranjuje pojedinačna sjećanja", rekao je glavni istražitelj dr. Alcino Silva, profesor neurobiologije na Medicinskom fakultetu Davida Geffena na UCLA. "Željeli smo istražiti kako mozak povezuje dvije uspomene i utječe li protok vremena na snagu veze."

"U stvarnom se svijetu sjećanja ne događaju izolirano", dodala je prva autorica dr. Denise Cai, istraživačica u Silvinom laboratoriju. "Naša prošla iskustva utječu na stvaranje novih uspomena i pomažu nam predvidjeti što možemo očekivati ​​i donijeti utemeljene odluke u budućnosti."

U svom su eksperimentu neuroznanstvenici ispitivali kod mladih i sredovječnih miševa je li mozak povezao sjećanja na iskustva odvojena za pet sati u odnosu na sedam dana.

Da bi to postigli, koristili su minijaturni mikroskop, nazvan Miniscope, koji su razvili neuroznanstvenici UCLA Dr. Peyman Golshani, Baljit Khakh i Silva uz financiranje od predsjedničke BRAIN inicijative i škole Geffen.

Moćna kamera mikroskopa omogućila je znanstvenicima da zavire u mozak mladih miševa i promatraju njihove stanice na djelu. Sićušni mikroskop postavljen na glavu osvjetljavao je neurone koji su pucali dok su se miševi slobodno kretali u svom prirodnom okruženju.

Po 10 minuta odjednom, svaki je miš smješten u tri kutije, sve jedinstvene u pogledu mirisa, oblika, osvjetljenja i poda. Tjedan dana odvojenog smještaja u prvi i drugi okvir. Samo pet sati dijelilo je vrijeme provedeno u drugoj i trećoj kutiji, gdje je miš kasnije dobio mali šok u stopalu.

Dva dana kasnije, istraživači su vratili svakog miša u sve tri kutije. Kao što se i očekivalo, miševi su se sledili od straha kad su prepoznali unutrašnjost treće kutije.

Međutim, ono što se dalje dogodilo, iznenadilo je, prema istraživačima.

"Miš se također smrznuo u drugoj kutiji, gdje se nije dogodio šok", primijetio je Silva. "To sugerira da je miš svoje sjećanje na šok u trećem polju prenio na svoje iskustvo u drugom polju pet sati ranije."

Kad su Silva i Cai istražili mozak miševa, živčana aktivnost potvrdila je njihovu hipotezu.

"Iste moždane stanice koje su zabilježile šok miša u trećoj kutiji također su kodirale njegovo sjećanje na drugu kutiju nekoliko sati ranije", rekao je Cai. "Vidjeli smo 20 posto više preklapanja u neuronskim krugovima koji su bilježili životinjska iskustva u sjećanjima koja su se vremenom odvijala bliže."

"Sjećanja su se međusobno povezala u načinu na koji ih je mozak kodirao i pohranio, tako da je opoziv jedne uspomene pokrenuo opoziv druge memorije povezane vremenom", objasnio je Silva dalje.

Na temelju ranijeg Silvinog nalaza, istraživački tim znao je da ćelija najvjerojatnije kodira uspomenu kada je uzbuđena i spremna za pucanje. Neuroznanstvenici ovo stanje nazivaju pobudljivošću.

"Uzbudljivi mozak već je zagrijan", rekao je Silva. "To je poput istezanja mišića prije vježbanja ili okretanja motora vašeg automobila prije vožnje."

Sumnjajući da starenje slabi sposobnost neurona da u potpunosti pobude, istraživači su proveli sličan eksperiment na srednjovjekovnim miševima. Uveli su svakog od miševa u dvije kutije u razmaku od pet sati i u drugu kutiju izvršili šok nogom.

Kad su dva dana kasnije vratili životinje u bokseve, rezultati su bili jasni.

"Stariji miševi smrznuli su se samo u kutiji u kojoj su doživjeli šok", otkrio je Cai. "Nisu reagirali u prvom polju."

Korištenje Miniskopa potvrdilo je da mozak starijih miševa nije povezao dvije uspomene. Svaka je memorija kodirana u svom neuronskom krugu.

Sljedeći se tim usredotočio na jačanje sposobnosti starijih miševa da povežu uspomene. Cai je biološkim alatom pobudio neurone u dijelu hipokampusa - memorijskog centra mozga - prije nego što je miševe uveo u prvu kutiju.

Stimulirala je iste stanice prije nego što je stavila miševe u prvu i drugu kutiju, gdje su dva dana kasnije doživjeli šok stopala.

"Dokaz u pudingu stigao je kad smo srednjovječne miševe ponovno uveli u prvu kutiju", rekao je Silva.“Životinje su se smrzle - sada su povezale šok koji se dogodio u drugoj kutiji s prvim. To sugerira da je povećana podražljivost preokrenula njihovu dobnu nesposobnost povezivanja sjećanja. "

Cai i Silva izvještavaju da sada testiraju učinak lijeka koji je odobrila FDA na sposobnost sredovječnih miševa da povežu sjećanja.

Izvor: Kalifornijsko sveučilište, Los Angeles