Žaidimai su smegenimis: mokslininkai išmoko ištrinti ir vėl įrašyti prisiminimus

Tai yra pirmasis tyrimas, kuris tiesiogiai rodo, kad šių jungčių, vadinamų sinapsėmis, sustiprinimas arba susilpninimas, yra atminties veikimo pagrindas.

Neuronai vienas su kitu sąveikauja per sinapses – mažus tarp ląstelių esančius tarpelius, kurie leidžia informacijos srautą cheminiu ar elektros signalo pavidalu. Ankstesnių tyrimų metu buvo nustatyta, kad hipokame esančių neuronų pakartotinė elektrinė simuliacija pagerina šių ląstelių galimybę komunikuoti su kaimynėmis. Šis procesas vadinamas ilgalaike potenciacija (long – term potentiation – LTP) ir jau anksčiau buvo įtarta, kad tai yra atminties formavimosi esmė. Tačiau nepaisant dešimtmečius trukusių tyrimų, niekam nebuvo pavykę to įrodyti.

Prieš atlikdama šį tyrimą, Roberto Manilowo vadovaujama komanda pirmiausiai išvedė žiurkes, kurių ląstelės gamino šviesai jautrius baltymus. Jie gali būti aktyvuoti šviesos žybsnių, kuriuos čia pristato smegenyse implantuotas šviesos šaltinis.

Tuomet jie panaudojo šią optogenetiką tam, kad žiurkės skausmą sietų su optine simuliacija kai mokslininkai šviesos impulsus siuntė į tam tikras neuronų populiacijas, o vėliau žiurkes šokiruodavo. Žiurkės greitai ėmė optinę simuliaciją sieti su skausmu ir, kai neuronai buvo simuliuojami, jos ėmė siųsti baimės signalus. Žiūrėdami į neuronuose vykstančius cheminius pokyčius mokslininkai pastebėjo, kad LTP vyksta.

Toliau mokslininkai simuliavo neuronus su skirtingo dažnio šviesos impulsais, kurie, kaip buvo anksčiau demonstruota, duoda priešingą rezultatą nei LTP – silpnina sinapsines jungtis. Tai yra žinoma kaip ilgalaikė depresija (long – term depression – LTD).

Kai pelės jautė optinę simuliaciją, kurią siejo su skausmu, jos nebeišskyrė baimės signalų, o tai buvo įrodymas, kad pirminiai atsiminimai buvo ištrinti. Tuomet mokslininkų komanda sugebėjo iš naujo aktyvuoti prisiminimus, skleisdami aukšto dažnio šviesos žybsnius, kurie sukėlė LTP, o tuomet juos ir vėl ištrynė. „Su atmintimi žaidėme kaip su jojo“, – rašė R.Mainlowas.

Šis atradimas gali padėti suvokti, kaip veikia Alzhaimerio liga.