Badanie przeprowadzone na Uniwersytecie Tohoku pokazuje, że manipulowanie astrocytami w mózgach myszy wpływa na zachowanie pamięci. Zakwaszenie astrocytów utrudnia pamięć długoterminową, natomiast ich alkalizowanie chroni te wspomnienia, co wskazuje na możliwą metodę leczenia zaburzeń związanych z pamięcią.
Jedną z najbardziej niezwykłych możliwości mózgu jest jego zdolność do przechowywania informacji w formie wspomnień, co pozwala nam uczyć się na błędach z przeszłości. Podczas gdy niektóre wspomnienia pozostają wyraźne i żywe, inne zanikają. W przeciwieństwie do komputerów, które jednolicie zapisują dane, nasze mózgi wybiórczo zapamiętują tylko te wspomnienia, które uznamy za istotne.
Naukowcy z Uniwersytetu Tohoku odkryli, że astrocyty, specjalny rodzaj komórek otaczających neurony w mózgu, odgrywają kluczową rolę w procesie selekcji pamięci. Ich eksperymenty wykazały, że sztuczne zakwaszanie astrocytów nie wpływa na pamięć krótkotrwałą, ale zapobiega długoterminowemu zatrzymywaniu wspomnień.
Odkrycia zostały szczegółowo opisane w czasopiśmie GLIA.
Optogenetyka i eksperymenty pamięciowe na myszach
Naukowcy wdrożyli technikę zwaną „optogenetyką”, aby manipulować astrocytami poprzez oświetlanie ich światłem przez światłowody wprowadzone do mózgów myszy. Umożliwiło to badaczom bezpośrednią stymulację i zakwaszenie lub alkalizację astrocytów w tym obszarze. Skoncentrowali się na funkcjach astrocytów w ciele migdałowatym – obszarze mózgu, o którym wiadomo, że ma kluczowe znaczenie dla regulacji emocji i strachu.
Myszom w komorze eksperymentalnej poddano łagodny wstrząs elektryczny. Po umieszczeniu z powrotem w tej samej komorze myszy przypomniały sobie szok i zamarły, co było naturalną reakcją. Dla porównania, myszy, którym zakwaszono astrocyty natychmiast po łagodnym szoku, były w stanie tymczasowo utrzymać wspomnienie strachu, ale zapomniały o nim następnego dnia. To pokazuje, że zakwaszenie astrocytów nie wpłynęło na pamięć krótkotrwałą, ale uniemożliwiło zapamiętywanie wspomnień długoterminowo.
Implikacje dla tworzenia pamięci i Zespół stresu pourazowego Leczenie
Odmienny efekt zaobserwowano u myszy, którym zalkalizowano astrocyty. Testowane trzy tygodnie później myszy kontrolne zazwyczaj wykazywały oznaki zapominania, objawiające się zmniejszeniem reakcji zamarzania. Jednakże myszy, których astrocyty zalkalizowano natychmiast po silnym szoku, nadal wykazywały silną reakcję strachu nawet po trzech tygodniach. Sugeruje to, że astrocyty odgrywają kluczową rolę w określaniu, czy wspomnienia zostaną wymazane, czy zachowane przez długi czas, bezpośrednio po traumatycznym wydarzeniu.
Choć powszechnie uważa się, że wspomnienia powstają w procesie ciągłym, podczas którego wspomnienia krótkotrwałe stopniowo utrwalają się i stają się wspomnieniami długotrwałymi, badania te sugerują, że w rzeczywistości mogą one rozwijać się równolegle. „Wierzymy, że może to zmienić sposób, w jaki rozumiemy powstawanie pamięci” – mówi profesor Ko Matsui z laboratorium fizjologii mózgu supersieci na Uniwersytecie Tohoku, który kierował badaniami. Dodał: „Wpływ astrocytów na pamięć prawdopodobnie zależy również od różnych kontekstów, w tym czynników psychicznych, społecznych i środowiskowych”.
Główny badacz Hiroki Yamao uważa, że astrocyty mogą być kluczem do zrozumienia zmian emocjonalnych i powstawania pamięci. „To może być tylko rzut oka na to, jak astrocyty wpływają na przetwarzanie informacji emocjonalnych” – wyjaśnia Yamao. „Naszym kolejnym celem jest odkrycie mechanizmów, dzięki którym astrocyty regulują pamięć emocjonalną. Zrozumienie tych procesów może utorować drogę terapiom zapobiegającym tworzeniu się traumatycznych wspomnień, oferując cenne podejście do leczenia zaburzeń takich jak zespół stresu pourazowego (PTSD) poprzez interwencję w tworzenie pamięci”.
Odniesienie: „Astrocytarny wyznacznik losu pamięci długotrwałej”, Hiroki Yamao i Ko Matsui, 04 listopada 2024 r., Glia.
DOI: 10.1002/glia.24636
