Mogu se vratiti sjećanja izgubljena za Amneziju
Novi rad istraživača s Massachusetts Institute of Technology (MIT) sugerira da aktiviranje moždanih stanica svjetlosnom terapijom može reaktivirati izgubljena sjećanja.
Kao što se raspravljalo u radu objavljenom u časopisu Znanost, tehnologija za pronalaženje izgubljenih uspomena poznata je kao optogenetika.
Priroda amnezije vruće je raspravljano pitanje u neuroznanosti, prema dr. Susumu Tonegawa, profesorici na Odjelu za biologiju MIT-a i direktoru RIKEN-MIT centra na Picower Institutu za učenje i pamćenje. Tonegawa je vodio istraživanje vodećih autora Tomasa Ryana, Dheeraja Roya i Michelle Pignatelli.
Istraživači neuroznanosti dugi niz godina propituju je li retrogradna amnezija - koja može slijediti traumatične ozljede, stres ili bolesti poput Alzheimerove bolesti - uzrokovana oštećenjem određenih moždanih stanica, što znači da se memorija ne može pohraniti ili je pristup toj memoriji nekako blokiran , sprečavajući njegov opoziv.
"Većina istraživača favorizirala je teoriju skladištenja, ali mi smo u ovom radu pokazali da je ta teorija većine vjerojatno pogrešna", rekao je Tonegawa. "Amnezija je problem oštećenja pretraživanja."
Istraživači memorije prethodno su nagađali da je negdje u mozgovnoj populaciji populacija neurona koji se aktiviraju tijekom procesa stjecanja memorije, što uzrokuje trajne fizičke ili kemijske promjene.
Ako se te skupine neurona nakon toga ponovno aktiviraju okidačem, na primjer određenim vidom ili mirisom, podsjeća se na cijelu memoriju. Ti su neuroni poznati kao "memorijske engramske stanice".
2012. istraživači s MIT-a koristili su optogenetiku, u kojoj se neuronima dodaju proteini kako bi im se omogućilo njihovo aktiviranje svjetlošću, kako bi prvi put pokazali da takva populacija neurona zaista postoji u području mozga zvanom hipokampus.
Međutim, do sada nitko nije uspio pokazati da se ove skupine neurona podvrgavaju trajnim kemijskim promjenama, u procesu poznatom kao konsolidacija memorije.
Jedna takva promjena, poznata kao „dugotrajno potenciranje“ (LTP), uključuje jačanje sinapsi, struktura koje omogućuju skupinama neurona da međusobno šalju signale, kao rezultat učenja i iskustva.
Kako bi otkrili događaju li se ove kemijske promjene doista, istraživači su prvo identificirali skupinu engramskih stanica u hipokampusu koje su, aktivirane pomoću optogenetskih alata, mogle izraziti memoriju. Kad su potom zabilježili aktivnost ove određene skupine stanica, otkrili su da su sinapse koje ih povezuju ojačane.
"Prvi smo put mogli pokazati da su ove specifične stanice - mala skupina stanica u hipokampusu - podvrgnute povećanju sinaptičke snage", rekao je Tonegawa.
Zatim su istraživači pokušali otkriti što se događa sa sjećanjima bez ovog procesa konsolidacije. Primjenom spoja nazvanog anisomicin, koji blokira sintezu proteina unutar neurona, odmah nakon što su miševi stvorili novu memoriju, istraživači su uspjeli spriječiti jačanje sinapsi.
Kad su se vratili jedan dan kasnije i pokušali ponovno aktivirati sjećanje pomoću emocionalnog okidača, nisu mu mogli pronaći trag. "Dakle, iako su stanice engrama tamo, bez sinteze proteina te stanične sinapse nisu ojačane i pamćenje je izgubljeno", rekao je Tonegawa.
Ali zapanjujuće, kada su istraživači ponovno aktivirali engramske stanice blokirane sintezom proteina pomoću optogenetskih alata, otkrili su da su miševi pokazivali sve znakove opoziva sjećanja u cijelosti.
"Ako testirate opoziv pamćenja prirodnim okidačima opoziva kod životinje liječene anisomicinom, bit će amnezijak, ne možete izazvati opoziv pamćenja", rekao je Tonegawa. "Ali ako prijeđete izravno na navodne stanice koje nose engram i aktivirate ih svjetlom, možete vratiti memoriju unatoč činjenici da nije bilo LTP-a."
Daljnja istraživanja koja je provela Tonegawa-ina skupina pokazala su da se sjećanja ne pohranjuju u sinapsama ojačanim sintezom proteina u pojedinim engramskim stanicama, već u krugu ili "putu" više skupina engramskih stanica i vezama između njih.
"Predlažemo novi koncept u kojem postoji put ili sklop engramskih ćelija engrama za svaku memoriju", rekao je.
"Ovaj sklop obuhvaća više područja mozga i ansambli ćelija engrama u tim područjima povezani su posebno za određenu memoriju."
Novo istraživanje razdvaja mehanizme koji se koriste za pohranu memorije od mehanizama za pronalaženje memorije, prema Ryanu.
"Jačanje engramskih sinapsi presudno je za sposobnost mozga da pristupi tim specifičnim sjećanjima ili ih dohvati, dok putevi povezivanja između engramskih stanica omogućuju kodiranje i pohranu samih memorijskih informacija", rekao je.
Stručnjaci su zadovoljni da su nalazi revolucionarni jer sugeriraju da promjene sinaptičke snage i svojstava kralježnice možda nisu toliko kritične za pamćenje kao što se nekada mislilo, jer se čini da je pod određenim uvjetima moguće poremetiti te promjene i sačuvati pamćenje ”, rekao je dr. Alcino Silva, direktor Integrativnog centra za učenje i pamćenje na Kalifornijskom sveučilištu u Los Angelesu.
"Umjesto toga, čini se da bi ove promjene mogle biti potrebne za pronalaženje memorije, tajanstveni proces koji je do sada izbjegavao neuroznanstvenike."
Izvor: Massachusetts Institute of Technology
