Mohou být vyvolány vzpomínky ztracené na Amnézii
Nový příspěvek vědců z Massachusetts Institute of Technology (MIT) naznačuje, že aktivace mozkových buněk světelnou terapií může reaktivovat ztracené vzpomínky.
Jak je uvedeno v článku publikovaném v časopise Vědaje technologie získávání ztracených vzpomínek známá jako optogenetika.
Povaha amnézie je v neurovědě velmi diskutovanou otázkou, tvrdí Dr. Susumu Tonegawa, profesor na katedře biologie MIT a ředitel Centra RIKEN-MIT v Picower Institute for Learning and Memory. Tonegawa řídil výzkum předních autorů Tomase Ryana, Dheeraj Roy a Michelle Pignatelli.
Vědci z oblasti neurověd již mnoho let zpochybňují, zda je retrográdní amnézie - která může následovat traumatické poranění, stres nebo nemoci, jako je Alzheimerova choroba - způsobena poškozením konkrétních mozkových buněk, což znamená, že paměť nelze uložit, nebo zda je přístup k této paměti nějak blokován , bránící jeho odvolání.
"Většina vědců upřednostňuje teorii ukládání, ale v tomto příspěvku jsme ukázali, že tato většinová teorie je pravděpodobně nesprávná," řekl Tonegawa. "Amnézie je problém poškození vyhledávání."
Vědci v oblasti paměti již dříve spekulovali, že někde v mozkové síti je populace neuronů, které se aktivují během procesu získávání paměti a způsobují trvalé fyzické nebo chemické změny.
Pokud jsou tyto skupiny neuronů následně znovu aktivovány spouštěčem, jako je například konkrétní zrak nebo vůně, je vyvolána celá paměť. Tyto neurony jsou známé jako „paměťové engramové buňky“.
V roce 2012 vědci z MIT použili optogenetiku, ve které se do neuronů přidávají proteiny, aby se mohly aktivovat světlem, aby poprvé prokázaly, že taková populace neuronů skutečně existuje v oblasti mozku zvané hippocampus.
Až dosud však nikdo nebyl schopen prokázat, že tyto skupiny neuronů procházejí trvalými chemickými změnami v procesu známém jako konsolidace paměti.
Jedna taková změna, známá jako „dlouhodobá potenciace“ (LTP), zahrnuje posílení synapsí, struktur, které umožňují skupinám neuronů posílat si navzájem signály v důsledku učení a zkušeností.
Aby vědci zjistili, zda k těmto chemickým změnám skutečně dochází, nejprve identifikovali skupinu engramových buněk v hipokampu, které při aktivaci pomocí optogenetických nástrojů dokázaly vyjádřit paměť. Když poté zaznamenali aktivitu této konkrétní skupiny buněk, zjistili, že synapse spojující je byly posíleny.
"Podařilo se nám poprvé prokázat, že tyto specifické buňky - malá skupina buněk v hipokampu - prošly tímto zvýšením synaptické síly," řekl Tonegawa.
Vědci se poté pokusili zjistit, co se stane se vzpomínkami bez tohoto procesu konsolidace. Podáním sloučeniny zvané anisomycin, která blokuje syntézu proteinů v neuronech, okamžitě poté, co si myši vytvořily novou paměť, vědci dokázali zabránit posílení synapsí.
Když se o den později vrátili a pokusili se znovu aktivovat paměť pomocí emocionálního spouštěče, nemohli po ní najít žádnou stopu. "Takže i když tam jsou engramové buňky, bez syntézy bílkovin nejsou tyto buněčné synapse posíleny a paměť je ztracena," řekl Tonegawa.
Ale překvapivě, když vědci poté znovu aktivovali engramové buňky blokované syntézou bílkovin pomocí optogenetických nástrojů, zjistili, že myši vykazovaly všechny známky úplného vyvolání paměti.
"Pokud otestujete vyvolání paměti s přirozenými spouštěči vyvolání u zvířete léčeného anisomycinem, bude to amnezické, nemůžete vyvolat vyvolání paměti," řekl Tonegawa. "Ale pokud přejdete přímo do domnělých buněk nesoucích engram a aktivujete je světlem, můžete obnovit paměť, navzdory skutečnosti, že nedošlo k žádnému LTP."
Další studie provedené skupinou Tonegawa ukázaly, že vzpomínky se neukládají v synapsích posílených syntézou bílkovin v jednotlivých engramových buňkách, ale v okruhu neboli „cestě“ více skupin engramových buněk a spojení mezi nimi.
"Navrhujeme nový koncept, ve kterém pro každou paměť existuje cesta nebo obvod engramu buněčného souboru," řekl.
"Tento obvod zahrnuje více oblastí mozku a engramové buněčné soubory v těchto oblastech jsou spojeny speciálně pro konkrétní paměť."
Podle Ryana nový výzkum odděluje mechanismy používané při ukládání paměti od mechanismů získávání paměti.
"Posílení synapsí engramu je zásadní pro schopnost mozku získat přístup nebo získat tyto konkrétní paměti, zatímco cesty propojení mezi buňkami engramu umožňují samotné kódování a ukládání informací o paměti," řekl.
Odborníci shledávají, že zjištění jsou průkopnická, protože naznačují, že změny v synaptické síle a ve vlastnostech páteře nemusí být pro paměť tak kritické, jak se dříve myslelo, protože za určitých podmínek se zdá být možné tyto změny narušit a stále uchovat paměť, “uvedl Dr. Alcino Silva, ředitel Integrativního centra pro učení a paměť na Kalifornské univerzitě v Los Angeles.
"Místo toho se zdá, že tyto změny mohou být nutné pro získání paměti, tajemný proces, který se dosud vyhýbal neurologům."
Zdroj: Massachusetts Institute of Technology
