Peles pētījuma ID, kā smadzenes laika gaitā savieno atmiņas
Izmantojot miniatūro mikroskopu, Kalifornijas Universitātes, Losandželosas (UCLA) neirozinātnieki pelēm ir identificējuši, kā smadzenes laika gaitā saista dažādas atmiņas.
Un, lai gan novecošana vājina šos savienojumus, pētnieki saka, ka viņi ir izdomājuši pusmūža smadzenēm veidu, kā no jauna savienot atsevišķas atmiņas.
Secinājumi, kas publicēti 2005 Daba, norāda pētnieki, iespējamu iejaukšanos cilvēkiem, kuri cieš no ar vecumu saistītām atmiņas problēmām.
"Līdz šim neirozinātnieki ir koncentrējušies uz to, kā smadzenes rada un glabā atsevišķas atmiņas," sacīja galvenais pētnieks Dr Alcino Silva, UCLA Deivids Geffena Medicīnas skolas neirobioloģijas profesors. "Mēs vēlējāmies izpētīt, kā smadzenes saista divas atmiņas un vai laika ritējums ietekmē savienojuma stiprumu."
"Reālajā pasaulē atmiņas nenotiek atsevišķi," piebilda pirmā autore Dr. Denise Cai, pētniece Silva laboratorijā. "Mūsu pagātnes pieredze ietekmē jaunu atmiņu radīšanu un palīdz mums paredzēt, kas gaidāms, un pieņemt apzinātus lēmumus nākotnē."
Savā eksperimentā neirozinātnieki ar jaunām un pusmūža pelēm pārbaudīja, vai smadzenes saistīja atmiņas par pieredzi, atdalītas ar piecām stundām pret septiņām dienām.
Lai to paveiktu, viņi izmantoja miniatūru mikroskopu, ko sauc par Miniskopu, kuru izstrādāja UCLA neirozinātnieki Dr. Peyman Golshani, Baljit Khakh un Silva ar prezidenta BRAIN iniciatīvas un Geffen skolas finansējumu.
Mikroskopa jaudīgā kamera ļāva zinātniekiem ielūkoties jauno peles smadzenēs un novērot viņu šūnas darbībā. Mazais, uz galvas piestiprinātais mikroskops apgaismoja neironus, kas šaudījās, pelēm brīvi pārvietojoties dabiskajā vidē.
10 minūtes vienlaikus katra pele tika ievietota trīs kastēs, kuras visas bija unikālas pēc smaržas, formas, apgaismojuma un grīdas seguma. Pirmajā un otrajā lodziņā izvietojums ar nedēļu atdalīts. Tikai piecas stundas atšķīra laiku, kas pavadīts otrajā un trešajā lodziņā, kur pele vēlāk saņēma nelielu šoku kājā.
Divas dienas vēlāk pētnieki katru peli atgrieza visās trīs kastēs. Kā jau bija paredzēts, peles sastinga no bailēm, kad atpazina trešās kastes iekšpusi.
Pēc pētnieku domām, tas, kas notika tālāk, bija pārsteigums.
"Pele sastinga arī otrajā lodziņā, kur nebija trieciena," novēroja Silva. "Tas liek domāt, ka pele pārcēla atmiņu par šoku trešajā lodziņā uz pieredzi otrajā lodziņā piecas stundas agrāk."
Kad Silva un Cai pārbaudīja peles smadzenes, nervu darbība apstiprināja viņu hipotēzi.
"Tās pašas smadzeņu šūnas, kas ierakstīja peles triecienu trešajā lodziņā, arī dažas stundas agrāk iekodēja atmiņu par otro lodziņu," sacīja Cai. "Mēs redzējām par 20 procentiem vairāk pārklāšanos neironu ķēdēs, kas ierakstīja dzīvnieka pieredzi atmiņās, kas laika gaitā tuvojās."
"Atmiņas bija savstarpēji saistītas ar to, kā smadzenes tās kodēja un glabāja tā, ka vienas atmiņas atsaukšana izraisīja citas ar laiku saistītas atmiņas atsaukšanu," tālāk paskaidroja Silva.
Pamatojoties uz Silvas agrāko atklājumu, pētnieku grupa zināja, ka šūna, visticamāk, kodēs atmiņu, kad tā ir uzbudināta un gatava šaut. Neirozinātnieki šo stāvokli sauc par uzbudināmību.
"Uzbudināmās smadzenes jau ir iesildījušās," sacīja Silva. "Tas ir tāpat kā pirms muskuļiem izstiept muskuļus vai apgriezt automašīnas dzinēju pirms braukšanas."
Aizdomas, ka novecošana vājina neironu spēju pilnībā uzbudināties, pētnieki veica līdzīgu eksperimentu ar pusmūža pelēm. Viņi katru no pelēm iepazīstināja ar divām kastēm ar piecu stundu starpību un otrajā lodziņā ievadīja pēdas šoku.
Kad pēc divām dienām viņi atgrieza dzīvniekus kastēs, rezultāti bija skaidri.
"Vecākās peles sastinga tikai kastē, kur tās bija šokējušas," atklāja Kai. "Viņi nereaģēja pirmajā lodziņā."
Izmantojot miniskopus, tika apstiprināts, ka vecāko peles smadzenes nesavienoja abas atmiņas. Katra atmiņa tika kodēta savā nervu ķēdē.
Pēc tam komanda koncentrējās uz vecāku peles spēju piesaistīt atmiņas saistīšanu. Cai izmantoja bioloģisko rīku, lai uzbudinātu neironus hipokampa daļā - smadzeņu atmiņas centrā -, pirms peles ieveda pirmajā lodziņā.
Viņa stimulēja tās pašas šūnas, pirms peles ievietoja pirmajā kastē un otrajā kastē, kur pēc divām dienām viņi saņēma pēdu šoku.
"Pierādījums pudiņā nonāca, kad mēs atkārtoti ievietojām pusmūža peles pirmajā kastē," sacīja Silva.“Dzīvnieki sastinga - viņi tagad sasaistīja šoku, kas notika otrajā lodziņā, ar pirmo. Tas liek domāt, ka paaugstināta uzbudināmība ir mainījusi viņu ar vecumu saistīto nespēju saistīt atmiņas. ”
Cai un Silva ziņo, ka viņi tagad pārbauda FDA apstiprinātu zāļu ietekmi uz pusmūža peļu spēju savienot atmiņas.
Avots: Kalifornijas Universitāte, Losandželosa
