Identificări ale studiului mouse-ului Modul în care creierul conectează amintirile în timp

Folosind un microscop în miniatură, neurologii de la Universitatea din California, Los Angeles (UCLA) au identificat la șoareci modul în care creierul leagă diferite amintiri în timp.

Și în timp ce îmbătrânirea slăbește aceste conexiuni, cercetătorii spun că au conceput o modalitate prin care creierul de vârstă mijlocie să reconecteze amintirile separate.

Constatările, publicate în Natură, sugerează o posibilă intervenție pentru persoanele care suferă de probleme de memorie legate de vârstă, potrivit cercetătorilor.

„Până acum, neurologii s-au concentrat asupra modului în care creierul creează și stochează amintiri unice”, a declarat investigatorul principal dr. Alcino Silva, profesor de neurobiologie la Școala de Medicină David Geffen de la UCLA. „Am vrut să explorăm modul în care creierul leagă două amintiri și dacă trecerea timpului afectează puterea conexiunii.”

„În lumea reală, amintirile nu se întâmplă izolat”, a adăugat prima autoră dr. Denise Cai, cercetător în laboratorul lui Silva. „Experiențele noastre din trecut influențează crearea de noi amintiri și ne ajută să prezicem la ce să ne așteptăm și să luăm decizii în cunoștință de cauză în viitor.”

În experimentul lor, neurologii au testat la șoareci tineri și de vârstă mijlocie dacă creierul a legat amintirile experiențelor separate de cinci ore față de șapte zile.

Pentru a realiza acest lucru, au folosit un microscop în miniatură, numit Miniscope, care a fost dezvoltat de neurologii UCLA Dr. Peyman Golshani, Baljit Khakh și Silva cu finanțare de la inițiativa prezidențială BRAIN și de la Școala Geffen.

Camera puternică a microscopului le-a permis oamenilor de știință să privească în creierul șoarecilor tineri și să le observe celulele în acțiune. Micusculul mic, montat pe cap, a iluminat neuronii care trăgeau în timp ce șoarecii se mișcau liber în mediul lor natural.

Timp de 10 minute, fiecare mouse a fost plasat în trei cutii, toate unice în ceea ce privește parfumul, forma, iluminatul și pardoseala. Plasarea separată de o săptămână în prima și a doua casetă. Doar cinci ore au separat timpul petrecut în a doua și a treia cutie, unde mouse-ul a primit ulterior un mic șoc la picior.

Două zile mai târziu, cercetătorii au returnat fiecare șoarece în toate cele trei cutii. După cum era de așteptat, șoarecii au înghețat de frică când au recunoscut interiorul celei de-a treia cutii.

Ceea ce s-a întâmplat în continuare, însă, a venit ca o surpriză, potrivit cercetătorilor.

„Șoarecele a înghețat și în a doua cutie, unde nu a avut loc șoc”, a observat Silva. „Acest lucru sugerează că mouse-ul și-a transferat memoria șocului din a treia cutie la experiența sa din cea de-a doua cutie cu cinci ore mai devreme.”

Când Silva și Cai au examinat creierul șoarecilor, activitatea neuronală le-a confirmat ipoteza.

„Aceleași celule cerebrale care au înregistrat șocul mouse-ului în cea de-a treia cutie și-au codat și memoria celei de-a doua cutii cu câteva ore mai devreme”, a spus Cai. „Am văzut cu 20% mai multe suprapuneri în circuitele neuronale care au înregistrat experiențele animalului în amintirile care s-au desfășurat mai aproape în timp.”

„Amintirile au devenit corelate cu modul în care au fost codificate și stocate de creier, astfel încât amintirea unei amintiri a declanșat amintirea unei alte amintiri legate în timp”, a mai explicat Silva.

Pe baza unei descoperiri anterioare făcute de Silva, echipa de cercetare știa că celula este cel mai probabil să codifice o memorie atunci când este trezită și gata de tragere. Neurologii se referă la această afecțiune ca excitabilitate.

"Creierul excitabil este deja încălzit", a spus Silva. „Este ca și cum ai întinde mușchii înainte de a face mișcare sau ai întoarce motorul mașinii înainte de a conduce”.

Bănuind că îmbătrânirea slăbește capacitatea neuronilor de a excita pe deplin, cercetătorii au efectuat un experiment similar la șoareci de vârstă mijlocie. Au introdus fiecare dintre șoareci în două cutii, la distanță de cinci ore, și au administrat un șoc la picioare în a doua cutie.

Când au readus animalele în cutii două zile mai târziu, rezultatele au fost clare.

„Șoarecii mai în vârstă au înghețat doar în cutia în care primiseră un șoc”, a dezvăluit Cai. „Nu au reacționat în prima cutie.”

Utilizarea Miniscopes a confirmat că creierul șoarecilor mai în vârstă nu a conectat cele două amintiri. Fiecare memorie a fost codificată pe propriul său circuit neuronal.

Echipa s-a concentrat apoi pe creșterea capacității șoarecilor mai în vârstă de a lega amintiri. Cai a folosit un instrument biologic pentru a excita neuronii dintr-o parte a hipocampului - centrul de memorie al creierului - înainte de a introduce șoarecii în prima cutie.

Ea a stimulat aceleași celule înainte de a plasa șoarecii în prima cutie și în a doua cutie, unde au primit un șoc la picioare două zile mai târziu.

„Dovada din budincă a sosit când am reintrodus șoarecii de vârstă mijlocie în prima cutie”, a spus Silva.„Animalele au înghețat - acum au legat șocul care a avut loc în a doua cutie de prima. Acest lucru sugerează că excitabilitatea crescută a inversat incapacitatea lor legată de vârstă de a lega amintirile ”.

Cai și Silva declară că testează acum efectul unui medicament aprobat de FDA asupra capacității șoarecilor de vârstă mijlocie de a conecta amintirile.

Sursa: Universitatea din California, Los Angeles