Amnezijai prarastus prisiminimus galima rasti
Naujame Masačusetso technologijos instituto (MIT) tyrėjų straipsnyje teigiama, kad smegenų ląstelių suaktyvinimas naudojant šviesos terapiją gali vėl suaktyvinti prarastus prisiminimus.
Kaip aptarta žurnale paskelbtame darbe Mokslas, prarastų prisiminimų surinkimo technologija vadinama optogenetika.
Amnezijos pobūdis yra karštai diskutuojamas neuromokslų klausimas, teigia dr. Susumu Tonegawa, MIT Biologijos katedros profesorius ir „Picower“ mokymosi ir atminties instituto RIKEN-MIT centro direktorius. Tonegawa vadovavo pagrindinių autorių Tomo Ryano, Dheerajo Roy ir Michelle Pignatelli tyrimams.
Neuromokslų tyrinėtojai daugelį metų abejojo, ar retrogradinę amneziją, kuri gali pasireikšti trauminiu sužalojimu, stresu ar tokiomis ligomis kaip Alzheimerio liga, sukelia specifinių smegenų ląstelių pažeidimas, ty atmintis negali būti saugoma, ar prieiga prie tos atminties yra kažkaip užblokuota , užkirsti kelią jo atšaukimui.
"Dauguma tyrėjų pasisakė už saugojimo teoriją, tačiau šiame dokumente mes parodėme, kad ši daugumos teorija tikriausiai yra neteisinga", - sakė Tonegawa. „Amnezija yra paėmimo sutrikimų problema“.
Atminties tyrinėtojai anksčiau spėjo, kad kažkur smegenų tinkle yra neuronų populiacija, kuri suaktyvėja atminties įgijimo procese, sukeldama ilgalaikius fizinius ar cheminius pokyčius.
Jei šios neuronų grupės vėliau vėl suaktyvinamos, pavyzdžiui, tam tikru reginiu ar kvapu, prisimenama visa atmintis. Šie neuronai yra žinomi kaip „atminties graviravimo ląstelės“.
2012 m. MIT tyrėjai naudojo optogenetiką, kai baltymai pridedami prie neuronų, kad juos būtų galima suaktyvinti šviesa, kad pirmą kartą pademonstruotų, jog tokia neuronų populiacija iš tikrųjų egzistuoja smegenų srityje, vadinamoje hipokampu.
Tačiau iki šiol niekam nepavyko parodyti, kad šiose neuronų grupėse vyksta ilgalaikiai cheminiai pokyčiai, vykstančiame atminties konsolidacijos procese.
Vienas iš tokių pokyčių, žinomas kaip „ilgalaikis potenciacija“ (LTP), apima sinapsių, struktūrų, leidžiančių neuronų grupėms siųsti vienas kitam signalus, stiprinimą, nes mokymasis ir patirtis.
Norėdami išsiaiškinti, ar šie cheminiai pokyčiai iš tiesų vyksta, tyrėjai pirmiausia nustatė hipokampo engramos ląstelių grupę, kurią suaktyvinus naudojant optogenetinius įrankius pavyko išreikšti atmintį. Kai jie užfiksavo šios ląstelių grupės veiklą, jie pastebėjo, kad sustiprėjo jas jungiančios sinapsės.
"Mes pirmą kartą sugebėjome įrodyti, kad šios specifinės ląstelės - nedidelė ląstelių grupė hipokampe - patyrė šį sinapsinio stiprumo padidėjimą", - sakė Tonegawa.
Tuomet mokslininkai bandė išsiaiškinti, kas nutinka prisiminimams be šio konsolidavimo proceso. Skirdami junginį, vadinamą anizomicinu, kuris blokuoja baltymų sintezę neuronuose, iškart po to, kai pelės suformavo naują atmintį, mokslininkai sugebėjo užkirsti kelią sinapsių stiprėjimui.
Grįžę po vienos dienos ir bandę atgaivinti atmintį naudodami emocinį paleidiklį, jie negalėjo rasti jos pėdsakų. "Taigi, nors engramo ląstelės yra, be baltymų sintezės šios ląstelių sinapsės nėra sustiprintos ir atmintis prarandama", - sakė Tonegawa.
Tačiau stulbinamai, kai mokslininkai, naudodami optogenetines priemones, vėl suaktyvino baltymų sintezės blokuojamas engramos ląsteles, jie nustatė, kad pelėms būdingi visi atminties prisiminimo požymiai.
"Jei patikrinsite anizomicinu gydyto gyvūno atminties atšaukimą natūraliais atšaukimo veiksniais, tai bus amnezija, negalėsite sukelti atminties atšaukimo", - sakė Tonegawa. "Bet jei eisite tiesiai į tariamas gramas turinčias ląsteles ir suaktyvinsite jas šviesa, galėsite atkurti atmintį, nepaisant to, kad nebuvo LTP."
Tolesni Tonegawa grupės atlikti tyrimai parodė, kad prisiminimai saugomi ne sinapsėse, kurias sustiprina baltymų sintezė atskirose engramo ląstelėse, o kelių engramo ląstelių grupių grandinėje arba „kelyje“ ir ryšiuose tarp jų.
"Mes siūlome naują koncepciją, pagal kurią kiekvienai atminčiai yra engramo ląstelių ansamblio kelias arba grandinė", - sakė jis.
"Ši grandinė apima kelias smegenų sritis, o engramo ląstelių ansambliai šiose srityse yra prijungti specialiai tam tikrai atminčiai."
Naujas tyrimas atskyrė atminties saugojime naudojamus mechanizmus nuo atminties paieškos, teigia Ryanas.
„Engramos sinapsių stiprinimas yra nepaprastai svarbus smegenų gebėjimui pasiekti ar gauti tuos specifinius prisiminimus, o ryšio būdai tarp„ engram “ląstelių leidžia užkoduoti ir saugoti pačią atminties informaciją“, - sakė jis.
Ekspertų teigimu, išvados yra novatoriškos, nes jos rodo, kad sinapsinio stiprumo ir stuburo savybių pokyčiai gali būti ne tokie svarbūs atminčiai, kaip kadaise manyta, nes esant tam tikroms sąlygoms atrodo, kad įmanoma sutrikdyti šiuos pokyčius ir vis tiek išsaugoti atmintį “, - sakė dr. Alcino Silva, Kalifornijos universiteto Los Andžele integruoto mokymosi ir atminties centro direktorius.
„Vietoj to, atrodo, kad šių pokyčių gali prireikti atkuriant atmintį - paslaptingą procesą, kuris iki šiol vengė neuromokslininkų“.
Šaltinis: Masačusetso technologijos institutas
