Studie na potkanech ukazuje, jak se mozek po poranění znovu napájí

Nová studie zjistila, že když je mozkové primární vzdělávací centrum poškozeno, vznikají nové neurální obvody, které kompenzují ztracenou funkci.

Vědci z Kalifornské univerzity v Los Angeles a Garvanova institutu lékařského výzkumu v Austrálii zjistili, že části prefrontální kůry přebírají moc, když je hipokampus - klíčové centrum učení a formování paměti - postižen.

Pro tuto studii výzkumníci Michael Fanselow, Ph.D. a Moriel Zelikowsky provedli laboratorní experimenty, které ukázaly, že krysy se dokázaly naučit nové úkoly i po poškození hipokampu. Zatímco potkani potřebovali více tréninku, než by normálně měli, přesto se ze svých zkušeností poučili, uvedli vědci.

"Očekávám, že mozek musí být pravděpodobně trénován zkušenostmi," řekl Fanselow, který byl hlavním autorem studie. "V tomto případě jsme dali zvířatům problém vyřešit."

Poté, co Zelikowsky zjistil, že se krysy mohou naučit řešit problémy, odcestoval do Austrálie, aby pracoval s Dr. Brycem Visselem v Garvanově institutu. Tam analyzovali anatomii změn, ke kterým došlo v mozku krys.

Jejich analýza identifikovala významné funkční změny ve dvou specifických oblastech prefrontální kůry.

"Je zajímavé, že předchozí studie ukázaly, že tyto oblasti prefrontální kůry se také rozsvítí v mozcích pacientů s Alzheimerovou chorobou, což naznačuje, že se u lidí vyvíjejí podobné kompenzační obvody," řekl Vissel.

"I když je pravděpodobné, že mozek pacientů s Alzheimerovou chorobou již kompenzuje škody, tento objev má značný potenciál pro prodloužení této kompenzace a zlepšení života mnoha lidí."

Vědci uvedli, že hipokampus hraje klíčovou roli při zpracování, ukládání a vyvolávání informací. Podle Fanselowa je vysoce náchylný na poškození mozkovou mrtvicí nebo nedostatkem kyslíku a „kriticky se podílí“ na Alzheimerově chorobě.

"Až dosud jsme se snažili přijít na to, jak stimulovat opravu v hipokampu," řekl. "Nyní vidíme, jak vstupují další struktury a vznikají nové mozkové obvody."

Subregiony v prefrontální kůře kompenzovaly různými způsoby, přičemž jedna podoblast - infralimbická kůra - umlčovala její aktivitu a další podoblast - prelimbická kůra - zvyšovala její aktivitu, řekl Zelikowsky.

Komplexní chování vždy zahrnuje více částí mozku, které spolu komunikují, přičemž zpráva jednoho regionu ovlivňuje, jak bude reagovat jiný region, poznamenal Fanselow. Tyto molekulární změny vytvářejí naše vzpomínky, pocity a činy.

"Mozek je silně propojen - z jakéhokoli neuronu v mozku se můžete dostat do jakéhokoli jiného neuronu asi šesti synaptickými spojeními," řekl. "Existuje tedy mnoho alternativních cest, které mozek může použít, ale normálně je nepoužívá, pokud k tomu není nucen."

"Jakmile pochopíme, jak mozek činí tato rozhodnutí, pak jsme v pozici, kdy můžeme povzbudit cesty k převzetí moci, když to potřebují, zejména v případě poškození mozku."

Chování vytváří molekulární změny v mozku, řekl Fanselow. "Pokud známe molekulární změny, které chceme dosáhnout, můžeme se pokusit tyto změny usnadnit chováním a farmakoterapií." Myslím, že je to nejlepší alternativa, kterou máme. Budoucí léčba nebude zcela behaviorální ani farmakologická, ale bude kombinací obou. “

Studie byla zveřejněna v časopise Sborník Národní akademie věd.

Zdroj: Kalifornská univerzita - Los Angeles