Pelės tyrimo ID, kaip smegenys laikui bėgant sujungia prisiminimus

Naudodamiesi miniatiūriniu mikroskopu, Kalifornijos universiteto Los Andžele (UCLA) neuromokslininkai pelėse nustatė, kaip smegenys laikui bėgant susieja skirtingus prisiminimus.

Nors senėjimas silpnina šiuos ryšius, mokslininkai teigia, kad jie sukūrė būdą, kaip vidutinio amžiaus smegenims vėl susieti atskirus prisiminimus.

Rezultatai, paskelbti 2005 m Gamta, teigia mokslininkai, siūlo galimą intervenciją žmonėms, kenčiantiems nuo su amžiumi susijusių atminties problemų.

"Iki šiol neuromokslininkai daugiausia dėmesio skyrė tam, kaip smegenys kuria ir kaupia pavienius prisiminimus", - sakė pagrindinis tyrėjas dr. Alcino Silva, UCLA Davido Geffeno medicinos mokyklos neurobiologijos profesorius. "Mes norėjome ištirti, kaip smegenys sieja du prisiminimus ir ar laiko bėgimas turi įtakos ryšio stiprumui."

"Realiame pasaulyje prisiminimai neatsiranda atskirai", - pridūrė pirmoji autorė dr. Denise Cai, „Silva“ laboratorijos tyrėja. „Mūsų praeities patirtis daro įtaką naujų prisiminimų kūrimui ir padeda nuspėti, ko tikėtis, ir priimti pagrįstus sprendimus ateityje“.

Savo eksperimente neuromokslininkai su jaunomis ir vidutinio amžiaus pelėmis išbandė, ar smegenys susiejo išgyvenimų prisiminimus, atskirtus penkiomis valandomis, palyginti su septyniomis dienomis.

Norėdami tai pasiekti, jie naudojo miniatiūrinį mikroskopą, vadinamą Miniskopu, kurį sukūrė UCLA neurologai dr. Peymanas Golshani, Baljitas Khakhas ir Silva finansuodami iš prezidentinės BRAIN iniciatyvos ir Geffeno mokyklos.

Galinga mikroskopo kamera leido mokslininkams žvilgtelėti į jaunų pelių smegenis ir stebėti jų ląsteles veikiant. Mažas, ant galvos pritvirtintas mikroskopas apšvietė šaudančius neuronus, kai pelės laisvai judėjo natūralioje aplinkoje.

Po 10 minučių kiekviena pelė buvo dedama į tris dėžes, kurios visos buvo unikalios kvapo, formos, apšvietimo ir grindų atžvilgiu. Pirmoje ir antroje langeliuose savaitės laiko atskirtos vietos. Tik penkios valandos skyrė laiką, praleistą antroje ir trečioje dėžėse, kur pelė vėliau patyrė nedidelį šoką kojai.

Po dviejų dienų tyrėjai grąžino kiekvieną pelę į visas tris dėžes. Kaip ir reikėjo tikėtis, pelės sustingo iš baimės, kai atpažino trečios dėžutės vidų.

Tačiau tai, kas nutiko vėliau, pasak mokslininkų, nustebino.

"Pelė taip pat sustingo antroje dėžėje, kur nebuvo šoko", - pastebėjo Silva. "Tai rodo, kad pelė perkėlė atmintį apie šoką trečioje dėžutėje į savo patirtį antroje dėžėje penkiomis valandomis anksčiau."

Kai Silva ir Cai ištyrė pelių smegenis, nervų veikla patvirtino jų hipotezę.

"Tos pačios smegenų ląstelės, kurios užfiksavo pelės šoką trečioje dėžutėje, taip pat užkodavo jos antrosios dėžutės atmintį keliomis valandomis anksčiau", - sakė Cai. "Mes matėme 20 procentų daugiau sutapimų nervinėse grandinėse, kurios užfiksavo gyvūno išgyvenimus prisiminimuose, kurie atsiskleidė arčiau laiko."

"Prisiminimai buvo tarpusavyje susiję su tuo, kaip juos užkodavo ir saugojo smegenys, todėl, kad vienos atminties prisiminimas paskatino prisiminti kitą laiku susijusią atmintį", - toliau aiškino Silva.

Remdamasis ankstesniu Silvos radiniu, tyrimų grupė žinojo, kad ląstelė greičiausiai užkoduoja atmintį, kai ji yra sužadinta ir pasirengusi šaudyti. Neuromokslininkai šią būklę vadina jaudrumu.

"Žadinamos smegenys jau yra sušilusios", - sakė Silva. „Tai panašu į raumenų tempimą prieš mankštą arba automobilio variklio atnaujinimą prieš važiuojant“.

Įtarę, kad senėjimas silpnina neuronų gebėjimą visiškai jaudintis, mokslininkai atliko panašų eksperimentą su vidutinio amžiaus pelėmis. Kiekvieną iš pelių jie supažindino su dviem dėžutėmis, praleidę penkias valandas, ir antroje dėžėje sukrėtė pėdą.

Kai po dviejų dienų jie grąžino gyvūnus į dėžes, rezultatai buvo aiškūs.

"Vyresnės pelės sustingo tik dėžėje, kur jos patyrė šoką", - atskleidė Cai. - Jie nereagavo pirmoje dėžutėje.

„Miniscopes“ naudojimas patvirtino, kad vyresnių pelių smegenys nesusiejo šių dviejų prisiminimų. Kiekviena atmintis buvo užkoduota savo nervų grandinėje.

Komanda toliau sutelkė dėmesį į tai, kaip sustiprinti vyresnių pelių gebėjimą susieti prisiminimus. Prieš įvesdamas peles į pirmąją dėžę, Cai naudojo biologinį įrankį, kad sužadintų hipokampo dalies - smegenų atminties centro - neuronus.

Ji stimuliavo tas pačias ląsteles prieš dedant peles į pirmąją dėžę ir antrąją dėžę, kur po dviejų dienų jos patyrė kojos smūgį.

"Įrodymas pudinge atsirado, kai mes vėl įvedėme vidutinio amžiaus peles į pirmąją dėžę", - sakė Silva.„Gyvūnai sustingo - jie antroje dėžėje įvykusį šoką dabar susiejo su pirmuoju. Tai rodo, kad padidėjęs jaudrumas pakeitė jų amžių nesugebėjimą susieti prisiminimų “.

Cai ir Silva praneša, kad dabar jie bando FDA patvirtinto vaisto poveikį vidutinio amžiaus pelių gebėjimui susieti prisiminimus.

Šaltinis: Kalifornijos universitetas, Los Andželas