Wykazano, że ostry stres uniemożliwia myszom tworzenie specyficznych wspomnień, zamiast tego prowadzi do bardziej uogólnionych wspomnień, kodowanych przez większą liczbę neuronów.
Zjawisko to, spowodowane podwyższonym poziomem kortykosteronu, zostało odwrócone poprzez interwencję farmakologiczną, dając nadzieję na zastosowanie terapeutyczne w schorzeniach ludzkich, takich jak Zespół stresu pourazowego i uogólnione zaburzenie lękowe.
Stres i generalizacja pamięci
Stres ma złożony związek z pamięcią. Chociaż wydarzenia emocjonalne lub stresujące są często bardziej zapadające w pamięć, stres może również utrudniać przywoływanie wspomnień. W stanach takich jak zespół stresu pourazowego (PTSD) i uogólnione zaburzenie lękowe ta dynamika przybiera niepokojący obrót, prowadząc do nadmiernie uogólnionych, awersyjnych wspomnień, które utrudniają rozróżnienie między sytuacjami bezpiecznymi i niebezpiecznymi. Jednak do niedawna rola stresu w generalizacji pamięci była niejasna.
Nowe badanie, opublikowane dzisiaj (15 listopada) w czasopiśmie Komórkapokazuje, że ostry stres uniemożliwia myszom tworzenie określonych wspomnień. Zamiast tego zestresowane myszy rozwijają uogólnioną pamięć, która obejmuje większe grupy neuronów.
Odkrywanie roli stresu w tworzeniu pamięci
„Teraz zaczynamy naprawdę rozumieć, jak stres wpływa na nieprzyjemne wspomnienia i myślę, że to dobra wiadomość dla wszystkich” – mówi badaczka pamięci i współautorka Sheena Josselyn z The Hospital for Sick Children (SickKids) i Uniwersytetu w Toronto. „Udało nam się wyizolować mechanizmy synaptyczne, które za tym stoją, a także wykazać, że tym samym zjawiskiem można manipulować lub blokować je, stosując ogólnoustrojowo dostępne leki”.
Aby sprawdzić, czy stres wpływa na specyficzność pamięci, badacze szkolili myszy, aby kojarzyły jeden dźwięk ze stresem, a drugi bez stresu. Następnie przetestowali zdolność myszy do odpowiedniego reagowania na różne dźwięki.
Wpływ kortykosteronu na specyficzność pamięci
Myszy umieszczone w niezwykle stresującym, kontrolowanym doświadczeniu wykazywały zachowania obronne niezależnie od tego, jaki dźwięk im odtwarzano, co sugeruje, że stresujące doświadczenie zakłócało ich zdolność do tworzenia określonych wspomnień. Natomiast myszy kontrolne, które nie były poddane stresowi, wykazywały zamrożenie obronne tylko w odpowiedzi na oryginalny dźwięk.
Ponieważ zestresowane myszy miały podwyższony poziom kortykosteronu we krwi, naukowcy sprawdzili następnie, czy sam kortykosteron może wpływać na tworzenie pamięci. Wykazali, że myszy, które otrzymały kortykosteron przed treningiem, również nie były w stanie utworzyć specyficznych wspomnień dla tych dwóch dźwięków, a podanie metyraponu, substancji chemicznej hamującej syntezę glukokortykoidów, przywróciło zdolność zestresowanych myszy do tworzenia specyficznych wspomnień.
Specyficzne wspomnienia są kodowane przez grupy neuronów zwane engramami. Większość engramów obejmuje tylko kilka neuronów, ale badacze wykazali, że uogólnione engramy utworzone przez zestresowane myszy były większe, ponieważ interneurony hamujące – komórki strzegące, które zwykle zapewniają wyłączność engramów – nie spełniły swojego zadania. Ta zmiana z kolei była spowodowana przez endokannabinoidy, które zostały uwolnione w ciele migdałowatym w odpowiedzi na kortykosteron.
Przyszłe kierunki badań nad pamięcią
„Kiedy manipulowaliśmy receptorami endokannabinoidowymi tylko w jednym konkretnym typie komórek w jednym obszarze mózgu, przywróciło to specyficzność pamięci i rozmiar engramu” – mówi badacz stresu i współautor Matthew Hill z Uniwersytetu w Calgary. „W całym tym zjawisku pośredniczy bardzo dyskretny mikroukład w ciele migdałowatym, ale można przeprowadzić ogólnoustrojową manipulację farmakologiczną i nadal temu zapobiegać, co jest bardzo zachęcające z punktu widzenia tego, czy pewnego dnia będzie można to przełożyć na zastosowanie terapeutyczne u ludzi”.
W przyszłości naukowcy chcą zbadać, czy stres wpływa również na specyfikę wspomnień nieawersyjnych. Planują także zbadać, czy jest egzogenny kannabinoidy (np, konopie indyjskie) miałby podobny wpływ na specyficzność pamięci, co mogłoby mieć wpływ na zarządzanie PTSD.
„Badaliśmy tylko awersyjne wspomnienia zagrożeń, ale byłoby interesujące sprawdzić, czy stres w podobny sposób zwiększa uogólnianie wspomnień satysfakcjonujących” – mówi badacz pamięci i współautor Paul Frankland, również z SickKids i Uniwersytetu w Toronto.
„Biorąc pod uwagę, że zjawisko to obejmowało aktywację receptorów endokannabinoidowych, bardzo interesujące byłoby sprawdzenie, czy ukamienowane zwierzę wykazuje podobną reakcję uogólniającą” – mówi Hill. „To jedna z rzeczy, którą chciałbym szybko poruszyć w ramach kontynuacji, ponieważ gdyby tak się stało, miałoby to pewne interesujące implikacje, biorąc pod uwagę, że cała dyskusja, która toczy się obecnie na temat konopi indyjskich i zespołu stresu pourazowego (PTSD), jest bardzo zagmatwana”.
Odniesienie: „Stres zakłóca zespoły engramów w bocznym ciele migdałowatym w celu uogólnienia pamięci zagrożeń u myszy”, Lesuis i in., 15 listopada 2024 r., Komórka.
DOI: 10.1016/j.cell.2024.10.034
Badania te były wspierane przez Holenderską Radę ds. Badań Naukowych, Niels Stensen Fellowship, ZonMw Memorabel, Kanadyjskie Instytuty Badań nad Zdrowiem, Alzheimer Nederland, Toronto Cannabis and Cannabinoid Research Consortium oraz Brain Canada Foundation.
