Ερευνητές ανακάλυψαν για πρώτη φορά ότι η μνήμη μας ακολουθεί δύο διαφορετικά μονοπάτια
Για πρώτη φορά ερευνητές του Cornell University διαπίστωσαν ότι η περιοχή του εγκεφάλου μας που σχετίζεται με τη μνήμη αποτελείται όχι από ένα, αλλά από δύο τμήματα. Το ένα αφορά τις παρελθοντικές χρονικές και τοπικές εμπειρίες, ενώ το άλλο είναι περισσότερο προγνωστικό και δομεί ενεργά τη μελλοντική συμπεριφορά του ατόμου.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι στον ιππόκαμπο δρα ένας τύπος νευρωνικού κώδικα που είναι υπεύθυνος για την ικανότητά μας να «συνδέουμε τις τελείες», όπως το να θυμόμαστε πού πρέπει να πάμε, για παράδειγμα, αν πρέπει να πάρουμε ένα ψωμί. Ο δεύτερος τύπος νευρωνικού κώδικα, το προγνωστικό μισό, αφορά τη διαμόρφωση νέων σχεδίων στη στιγμή. Έτσι, με το ίδιο παράδειγμα, αν ο φούρνος έκλεινε απροσδόκητα, το δεύτερο αυτό τμήμα θα διαμόρφωνε ένα σχέδιο Β και θα προέβλεπε τη διαδρομή στην οποία θα ακολουθούσε, διαμορφώνοντας πιο ευέλικτες συμπεριφορές.
Σε μια μελέτη σε ποντικούς, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν προηγμένη οπτογενετική για να απενεργοποιήσουν έναν τύπο μνήμης κάθε φορά, και μέσω αυτού κατάφεραν να εντοπίσουν και να απομονώσουν τις δύο διακριτές λειτουργίες της μνήμης. Αυτό, ευνόητα, υπόσχεται πολλά για τη θεραπεία των προβλημάτων μνήμης και μάθησης που παρουσιάζονται με τη νόσο Alzheimer και την άνοια.
«Αποκαλύψαμε ότι δύο διαφορετικοί νευρωνικοί κώδικες υποστηρίζουν αυτές τις πολύ σημαντικές πτυχές της μνήμης και της νόησης και μπορούν να διαχωριστούν, όπως κάναμε πειραματικά», δήλωσε ο Antonio Fernandez-Ruiz, επίκουρος καθηγητής νευροβιολογίας και συμπεριφοράς του Cornell University.
Οι ερευνητές τοποθέτησαν ένα σετ ηλεκτροδίων στον εγκέφαλο του ποντικού για να παρακολουθούν ταυτόχρονα όλους τους ενεργοποιούμενους νευρώνες και στη συνέχεια χρησιμοποίησαν οπτογενετική για να χειραγωγήσουν αυτή τη δραστηριότητα. Στη συνέχεια χρησιμοποιήθηκε ένας ιός για να καταστείλει, αλλά όχι να αδρανοποιήσει εντελώς ένα συγκεκριμένο σύνολο νευρώνων.
Χρησιμοποιώντας αυτή τη μέθοδο σε μια περιοχή του ιππόκαμπου που σχετίζεται με την εκμάθηση εργασιών, οι επιστήμονες παρατήρησαν πώς οι ποντικοί ήταν σε θέση να μάθουν μια διαδρομή από το σημείο Α έως το σημείο Δ όπου στο τέλος της θα υπήρχε μια ανταμοιβή, παρόλα αυτά, η μνήμη απέτυχε να συγκρατηθεί εξαιτίας της προκληθείσας απενεργοποίησης. Επαναλαμβάνοντας το πείραμα μετά τον ύπνο, ο ποντικός μπορούσε να θυμηθεί τα σημεία Α και Δ, αλλά όχι τη διαδρομή που θα έπρεπε να ακολουθήσει για να φτάσει στην ανταμοιβή.
«Αυτή η αλληλουχία βημάτων κωδικοποιείται στον εγκέφαλο ως αλληλουχία πυροδότησης των κυττάρων», δήλωσε ο Fernandez-Ruiz. «Ο τρόπος με τον οποίο θα το θυμόμαστε αυτό στο μέλλον είναι ότι όταν κοιμόμαστε, η ίδια ακολουθία δραστηριότητας επαναλαμβάνεται, οπότε οι ίδιοι νευρώνες που κωδικοποιούν [τη διαδρομή] θα πυροδοτηθούν με την ίδια σειρά».
Ουσιαστικά, όταν κοιμόταν ο ποντικός, οι νευρώνες δεν μπορούσαν να ενεργοποιηθούν διαδοχικά για να παγιώσουν τη μνήμη, με αποτέλεσμα, ενώ μπορούσε να θυμηθεί δύο σημεία, να μην διατηρεί καμία συσχέτιση.
Σε ένα άλλο πείραμα, οι ποντικοί έτυχαν παρόμοιας μεταχείρισης και είχαν ως αποστολή να βρίσκουν κάθε μέρα μια νέα διαδρομή για να εισπράττουν μια ανταμοιβή. Όταν οι συγκεκριμένοι νευρώνες είχαν αλλοιωθεί, οι ποντικοί δεν μπορούσαν να θυμηθούν πώς να φτάσουν στο στόχο.
«Αυτή η συμπεριφορά απαιτούσε τον σχηματισμό ενός χάρτη, ικανότητες σχεδιασμού και πρόβλεψης, ώστε να το θυμάται για να καθοδηγεί τις κινήσεις του», δήλωσε ο Fernandez-Ruiz.
Σε μια άλλη δοκιμή, οι ποντικοί κλήθηκαν να συσχετίσουν μια τοποθεσία με μια ανταμοιβή. Όταν οι επιστήμονες ανέστειλαν την περιοχή που κωδικοποιούσε την πρόβλεψη, η συνειρμική τους μνήμη παρέμεινε ανέπαφη, δείχνοντας για πρώτη φορά πώς οι δύο όψεις του ίδιου νομίσματος είναι στην πραγματικότητα αρκετά διαφορετικές.
Εξετάζοντας ποιος τύπος ελλειμμάτων μνήμης εμφανίζεται σε έναν ασθενή μπορούμε να προσπαθήσουμε να συμπεράνουμε ποιος τύπος υποκείμενου νευρωνικού μηχανισμού έχει διαταραχθεί, γεγονός που θα μας βοηθήσει να αναπτύξουμε πιο στοχευμένες παρεμβάσεις.
Ο ιππόκαμπος αποτελεί περιοχή ιδιαίτερου ενδιαφέροντος για την έρευνα σχετικά με τη θεραπεία της νόσου Alzheimer. Η γνωστική υποβάθμιση που προκαλούν οι ασθένειες άνοιας επηρεάζει σε μεγάλο βαθμό τον ιππόκαμπο, προκαλώντας εξασθένηση της μνήμης και της ικανότητας προσανατολισμού.
[via]
