Koristeći sofisticirani sistem za snimanje mozga, neuronaučnici iz Johns Hopkins Medicine kažu da su uspešno reaktivirali specifično memorijsko kolo kod miševa, navodeći ih da potraže sklonište kada utočište zapravo nije prisutno.
Istraživači kažu da studija, objavljena 27. septembra u Nature Neuroscience, unapređuje razumevanje kako su sećanja strukturisana u mozgu sisara. Nalazi bi jednog dana mogli da ukažu na nove načine usporavanja ili sprečavanja gubitka pamćenja koji prati Alchajmerovu i druge neurodegenerativne bolesti.
Konkretno, tim je otkrio da stimulišući neuroni u dve oblasti mišjeg mozga — nucleus accumbens, takođe poznat kao „centar zadovoljstva“ mozga odgovoran za prenošenje ponašanja zavisnih od dopamina, i dorzalni periakveduktalni sivi (dPAG), odgovoran za odbrambeno ponašanje — ponovo aktivirao „prostornu memoriju“ i naveo miševe da potraže sklonište.
„Kada veštački reaktiviramo ta memorijska kola u mozgu, to pokreće miša da uradi isto što je uradio prirodno, čak i bez stimulansa straha koji ga nagone da potraže sklonište“, kaže stariji autor dr Hjungbae Kvon, dr. ., vanredni profesor neuronauke na Medicinskom fakultetu Univerziteta Džon Hopkins.
Naučnici kažu da su imali za cilj da mapiraju koja su područja mozga odgovorna za navigaciju u okolini, što je kognitivna funkcija visokog nivoa među sisarima, uključujući ljude. Dakle, ovi eksperimenti, koji su testirali da li se takve kognitivne funkcije mozga mogu nasumično reprodukovati, mogu imati primenu u razumevanju kako se drugi sisari ponašaju, percipiraju i osećaju svoje okruženje.
U novim eksperimentima, istraživači su prvo dozvolili laboratorijskim miševima da istražuju svoju okolinu u kutiji sa skloništem u uglu. Tim je postavio niz vizuelnih znakova, uključujući trouglove, krugove i pruge u različitim bojama, kako bi pomogao miševima da lociraju sklonište na osnovu obližnjih znamenitosti. Miševi su se aklimatizirali na to područje sedam minuta, ulazili i izlazili iz skloništa.
Zatim su istraživači dodali vizuelni ili zvučni signal koji se nazire da ih podstakne da potraže sklonište – takođe formirajući prostornu memoriju u odnosu na njihovu lokaciju i vizuelne znakove.
Da bi selektivno označili neurone memorije skloništa, istraživači su koristili sistem za prebacivanje ekspresije gena koji se aktivira svetlom pod nazivom Cal-light, koji je Kvon razvio 2017. Kada su naučnici identifikovali ove neurone u nucleus accumbensu, uključili su ekspresiju gena povezanih sa njima, reaktivirajući pamćenje traženja skloništa kod miševa, istovremeno aktivirajući neurone u dPAG-u.
Zauzvrat, miševi su tražili područje kutije u kojoj je nekada bilo sklonište, kada nije bilo ni prvobitne pretnje ni skloništa.
Da bi došli do ove tačke, istraživači su prvo selektivno aktivirali neurone u nucleus accumbens, a zatim odvojeno u dPAG, da bi videli da li bi uključivanje neurona u samo jednoj oblasti mozga izazvalo ovo ponašanje.
„Iznenađujuće, otkrili smo da miševi nisu tražili sklonište kada smo sami aktivirali neurone u nucleus accumbensu“, kaže Kvon. „Dok je uključivanje neurona u dPAG-u uzrokovalo da miševi reaguju nasumično, ali ih nije posebno vodilo do područja gde su ranije tražili sklonište.“
„Sistem Cal-light nam je omogućio da selektivno označimo određenu funkciju u mozgu, pomažući nam da mapiramo memoriju na ćelijskom nivou“, kaže Kvon.
Na kraju, Kvon kaže da bi ovo istraživanje moglo da pruži osnovu za reaktivaciju ili inženjering memorijskih kola kod ljudi sa Alchajmerom.
„Ako razumemo strukturu pamćenja na makro nivou, možda ćemo moći da razvijemo efikasnije strategije za sprečavanje ili usporavanje neurodegenerativnih bolesti koristeći ovu metodu“, kaže on.
Istraživači kažu da se nadaju da će razumeti strukturu memorije širom mozga selektivnim označavanjem i reaktivacijom neurona sa različitim funkcijama u različitim oblastima mozga koje dovode do drugih specifičnih ponašanja.
„Razumevanje kako svi ovi memorijski krugovi rade zajedno pomoći će nam da bolje razumemo funkciju mozga“, kaže on.
