Mνήμη: διαγράφή & επαναφορά σε αρουραίους (video)

Επιστήμονες διέγραψαν και στη συνέχεια επανέφεραν αναμνήσεις στα ζώα, εδραιώνοντας την κρατούσα θεωρία για την πλαστικότητα του εγκεφάλου.





Ο λόγος για τον οποίο αποκτούμε και συγκρατούμε νέες πληροφορίες τόσο εύκολα έχει σχέση με το ότι τα εγκεφαλικά συστήματα που είναι σημαντικά για τη μνήμη τροποποιούνται εύκολα. Οι συναπτικές συνδέσεις μέσα στα συστήματα αυτά μπορούν να ενισχύονται ή να αποδυναμώνονται, και επιφέρουν ακόμη και μόνιμες αλλαγές. Αυτή η αξιοσημείωτη πλαστικότητα του εγκεφάλου είναι θεμελιώδης για την ατομικότητά μας και για όλες τις πτυχές της νοητικής μας ζωής. Συνεπώς, η εξασθένηση των ικανοτήτων αυτών με την πάροδο της ηλικίας ή λόγω ασθενειών έχει σοβαρότατες επιπτώσεις όχι μόνο στις γνωστικές μας λειτουργίες, αλλά και στην ίδια την αίσθησή μας περί εαυτού.

Νευροεπιστήμονες του University of California San Diego, αναφέρουν στην επιθεώρηση «Nature» ότι κατάφεραν να διαγράψουν και στη συνέχεια να επαναφέρουν αναμνήσεις σε αρουραίους.

Όπως σχολιάζει ο δικτυακός τόπος της επιθεώρησης, η μελέτη προσφέρει τις πειστικότερες μέχρι σήμερα ενδείξεις ότι οι αναμνήσεις σχηματίζονται μέσω της ενίσχυσης των συνδέσεων ανάμεσα σε νευρώνες του εγκεφάλου.

Σύμφωνα με την κρατούσα, αν και αναπόδεικτη, θεωρία, η μνήμη λειτουργεί μέσω ενός μηχανισμού που ονομάζεται «μακρόχρονη ενδυνάμωση» ή LTP (Long-Term Potentiation): τα ερεθίσματα που διεγείρουν επανειλημμένα ένα νευρικό κύκλωμα ισχυροποιούν τις συνδέσεις (συνάψεις) ανάμεσα στους νευρώνες του κυκλώματος.

Σύμφωνα με τη θεωρία αυτή, οι πληροφορίες των αναμνήσεων κωδικοποιούνται στη μορφή νευρικών κυκλωμάτων τα οποία σχηματίστηκαν και ενισχύθηκαν μέσω της LTP. Οποιοδήποτε ερέθισμα επαναφέρει στη μνήμη ένα γεγονός από το παρελθόν ισχυροποιεί την ανάμνηση μέσω της ενδυνάμωσης των συνάψεων, ενώ αν η μνήμη δεν ανακαλείται ποτέ στο παρελθόν εξασθενίζει λόγω απουσίας LTP.

Παρόλο που πρόσφατες μελέτες έχουν δείξει ότι η δημιουργία και διαγραφή αναμνήσεων είναι πειραματικά εφικτή σε ζωικά μοντέλα, μέχρι σήμερα δεν έχει υπάρξει απόδειξη για την αιτιακή σχέση ανάμεσα στην LTP και τη δημιουργία αναμνήσεων.

Νέα βάση στη θεωρία της μακροχρόνιας ενδυνάμωσης.

H ομάδα του Dr. Roberto Malinow στην Καλιφόρνια προσφέρει τώρα νέα στήριξη στη θεωρία. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν αρουραίους που είχαν τροποποιηθεί γενετικά ώστε να γίνουν οι νευρώνες του εγκεφάλου τους ευαίσθητοι στο φως (δείτε εδώ).

Για να δημιουργήσουν μια τεχνητή ανάμνηση, ο Malinow και οι συνεργάτες του ενεργοποίησαν με οπτικές ίνες μια ομάδα νευρώνων που σχετίζονται με την ακοή τη στιγμή που τα πειραματόζωα δέχονταν ένα επώδυνο ηλεκτροσόκ. Τα πειραματόζωα έμαθαν να σχετίζουν το ηλεκτροσόκ με την τεχνητή διέγερση των νευρώνων και αντιδρούσαν με τρόμο κάθε φορά που οι ερευνητές άναβαν τις οπτικές ίνες.

«Μπορούμε να δημιουργήσουμε μια ανάμνηση για κάτι το οποίο δεν έζησε ποτέ πριν το ζώο» σχολιάζει ο Dr. Malinow.

Οι συνάψεις των νευρώνων που ενεργοποιήθηκαν με φως έδειξαν αλλαγές που χαρακτηρίζουν τη διαδικασία LTP. Για να αποδείξουν όμως ότι οι τεχνητές αναμνήσεις σχηματίστηκαν μέσω της LTP, οι ερευνητές προχώρησαν στη διαγραφή αυτών των αναμνήσεων και την επαναφορά τους με LTP.

Η μακροχρόνια καταστολή

Για να διαγράψει τις αναμνήσεις η ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε παλμούς φωτός που είναι γνωστό ότι εξασθενίζουν τις εγκεφαλικές συνδέσεις μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται «μακροπρόθεσμη καταστολή», ή LTD (Long-Term Depression), και είναι ουσιαστικά το αντίθετο της LTP.

Πράγματι, τα πειραματόζωα έπαψαν να αντιδρούν με τρόμο όταν άναβαν οι οπτικές ίνες στους νευρώνες της ακοής. Ο ξεχασμένος αυτός φόβος ήταν όμως δυνατόν να επαναφερθεί με παλμούς φωτός που ενισχύουν την LTP.

«Παίζαμε με τις αναμνήσεις σαν να ήταν γιο-γιο» λέει ο Dr Malinow.

Η μελέτη «προσφέρει τις καλύτερες μέχρι σήμερα ενδείξεις» για τη θεωρία της μνήμης, σχολιάζει στον δικτυακό τόπο του Nature ο Eric Kandel, ο οποίος βραβεύτηκε με το Νόμπελ Φυσιολογίας-Ιατρικής το 2000 για τις ανακαλύψεις του στο μοριακό μηχανισμό της μνήμης.

Εκτός όμως του ότι επιβεβαιώνει τη θεωρία για τον ρόλο της μνήμης, η μελέτη ίσως προσφέρει στοιχεία που θα βοηθήσουν στην αντιμετώπιση διαταραχών όπως το μετατραυματικό σοκ, το οποίο χαρακτηρίζεται από ζωντανές, αφόρητες αναμνήσεις.

Ακολουθεί πρόσφατη συνέντευξη του Dr. Malinow που σχετίζεται με τα παραπάνω ευρήματα.





Πηγές: ΒΗΜΑ Science, Nature, YouTube

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου