Institutul de Știință și Tehnologie din Okinawa, Japonia, este un centru de cercetare care reunește oameni de știință din întreaga lume pentru studii fundamentale, inclusiv despre modul în care creierul stochează informația. De acolo vine acum o descoperire descrisă drept „remarcabilă”: potrivit unui studiu realizat pe șoareci aduși într-o stare artificială de hibernare, amintirile pot persista chiar și atunci când mai mult de jumătate dintre conexiunile cerebrale care le stochează sunt șterse. Rezultatele oferă indicii noi despre felul în care funcționează memoria și ar putea, într-o bună zi, să arate căi de a o îmbunătăți.
- La șoarecii aduși în hibernare artificială, peste jumătate din sinapsele neuronilor implicați în memorie au dispărut, dar amintirea de frică s-a păstrat.
- Sinapsele grupate în „ciorchini” par esențiale pentru păstrarea informației, spun cercetătorii.
- Sinapsele negrupate, dispărute în timpul hibernării, au reapărut în decurs de o zi după trezire.
„Amintirile ar putea fi mai greu de șters decât credeam”, spune Steve Ramirez de la Boston University, care nu a participat la studiu. „Acest lucru avansează substanțial înțelegerea noastră asupra modului în care funcționează memoria.”
Cum se crede că se formează o amintire
Atunci când trăim o experiență, neuronii din organele de simț, precum ochii, transmit semnale electrice către creier. Neuronii prelucrează informația trimițându-și semnale între ei prin joncțiuni numite sinapse. Neuronii implicați direct — numiți neuroni-engramă — codifică informația într-o amintire formând noi sinapse și întărindu-le pe cele existente. Rememorarea consolidează mai departe aceste conexiuni.
Multă vreme, mulți cercetători au considerat că o amintire persistă atâta timp cât se menține tiparul specific de sinapse de pe neuronii-engramă. Această idee se baza parțial pe experimente care au perturbat sinapsele cu medicamente sau instrumente genetice, explică Kazumasa Tanaka de la institutul din Okinawa. Studii mai recente au sugerat însă că o amintire poate rezista chiar și atunci când aceste sinapse își schimbă poziția sau numărul, punând sub semnul întrebării „ce este necesar și suficient pentru ca o amintire să fie păstrată”, spune George Dragoi de la Yale University.
Inspirația a venit de la animalele care hibernează
Pentru a lămuri problema, echipa lui Tanaka a pornit de la animalele care hibernează. „În timpul hibernării, activitatea cerebrală pare să scadă semnificativ”, spune el. „Dar studiile pe animale care hibernează natural arată că, după trezirea din primăvară, acestea par să-și amintească semenii și locurile unde și-au ascuns hrana înainte de hibernare.” Examinând cum se păstrează memoria într-o situație în care creierul se transformă dramatic, cercetătorii au sperat să descopere principii de bază ale stocării memoriei pe termen lung în creierul mamiferelor.
Experimentul a folosit șoareci, care nu hibernează în mod natural. Animalelor li s-au aplicat șocuri electrice ușoare la labe într-o incintă cu miros de alcool, creând o amintire de frică asociată acelui miros. A doua zi, șoarecii înghețau de frică atunci când erau plasați în aceeași incintă, fără să mai primească șocuri.
La aproximativ jumătate dintre șoareci, cercetătorii au indus o stare artificială de hibernare timp de două zile, injectându-le substanțe care încetinesc metabolismul și plasându-i într-o incintă întunecată. Cinci zile mai târziu, șoarecii care „hibernaseră” tot înghețau când erau puși în incinta cu miros de alcool — deși scanările cerebrale au arătat că, în timpul hibernării, dispăruseră peste jumătate din sinapsele neuronilor-engramă din hipocamp, o regiune esențială pentru memorie.
„În ciuda unei restructurări masive a creierului în timpul hibernării, amintirile s-au păstrat”, spune Tanaka.
Sinapsele grupate în „ciorchini” par cheia păstrării memoriei
Echipa a observat că creierele rozătoarelor aflate în hibernare au păstrat sinapsele grupate strâns pe suprafața neuronilor-engramă, în timp ce cele aflate în afara acestor grupări au dispărut. Asta sugerează că tocmai sinapsele grupate sunt cruciale pentru păstrarea amintirii, spune Tanaka. Sinapsele negrupate, șterse în timpul hibernării, au reapărut în decurs de o zi după trezire — un indiciu că, deși sinapsele grupate sunt necesare pentru a păstra informația, cele negrupate ar putea conta pentru accesarea amintirilor.
Rezultatele ar putea fi relevante și pentru oameni, notează Dragoi, întrucât cercetări anterioare au arătat că creierul uman stochează informația într-un mod foarte asemănător cu cel al șoarecilor. „Ne spune ceva despre felul în care ar putea funcționa creierul mamiferelor noastre”, adaugă Ramirez.
Ce ar putea urma pentru bolile memoriei
„Acest studiu este un pas remarcabil înainte, pentru că abordează o enigmă veche din cercetarea memoriei: cum reține creierul amintirile pe termen lung”, spune Priyanka Rao-Ruiz de la Vrije University din Amsterdam. Echipa explorează acum căile moleculare prin care sinapsele grupate stochează informația și intenționează să studieze cum reapar cele negrupate.
Dacă aceste mecanisme ar putea fi ținta unor medicamente, s-ar putea deschide, în principiu, direcții pentru prevenirea sau încetinirea deteriorării memoriei, spune Ramirez. „Ne dă speranța că, și în cazurile în care informația pare pierdută în creier — fie că e vorba de amnezie sau de boala Alzheimer — memoria ar putea totuși persista.”
Credeți că astfel de descoperiri despre memorie ar putea schimba modul în care tratăm afecțiuni precum Alzheimerul? Spuneți-ne ce părere aveți în comentarii.
