Η τεχνική εφαρμόστηκε σε πειραματόζωα και ρίχνει νέο φως στον μηχανισμό της μνήμης
Ερευνητές άλλαξαν τις αναμνήσεις ποντικών από δυσάρεστες σε ευχάριστες με την τεχνική της οπτογενετικής
Μια κακή εμπειρία μπορεί να
«χαλάσει» τη σχέση μας με ένα μέρος ή ένα πράγμα, φέρνοντας αυτόματα στο
μυαλό μας δυσάρεστες αναμνήσεις κάθε φορά που ερχόμαστε σε επαφή με
αυτό. Το δυσάρεστο συναίσθημα δεν είναι αναλλοίωτο: μπορεί σιγά-σιγά να
«σβήσει» με τον χρόνο αν το ίδιο μέρος ή αντικείμενο συνδεθεί με
καινούργιες, ευχάριστες αναμνήσεις – κάτι το οποίο προσπαθούν άλλωστε να
επιτύχουν οι ψυχίατροι και ψυχοθεραπευτές για να θεραπεύσουν το
μετατραυματικό στρες. Επιστήμονες από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της
Μασαχουσέτης κατόρθωσαν ωστόσο να αλλάξουν τέτοιου είδους δυσάρεστους
συνειρμούς ποντικών σε ευχάριστους – να μετατρέψουν δηλαδή τις «κακές«
αναμνήσεις τους από έναν χώρο σε «καλές» – μόνο με το πάτημα ενός
διακόπτη. Η τεχνική που χρησιμοποίησαν δεν είναι εφαρμόσιμη στον
άνθρωπο, αρχίζει όμως να ρίχνει φως σε έναν μηχανισμό της μνήμης μας που
είναι σκοτεινός για τους επιστήμονες.
Πολύπλοκοι μηχανισμοί
Η μνήμη είναι μια εξαιρετικά σύνθετη λειτουργία στην οποία εμπλέκονται πολλές περιοχές του εγκεφάλου. Ειδικά για τις αναμνήσεις που σχηματίζουμε από τα μέρη στα οποία βρισκόμαστε οι επιστήμονες έχουν ανακαλύψει ότι αυτές «μοιράζονται» σε δυο περιοχές: οι αναμνήσεις που αφορούν αυτό καθαυτό το μέρος κωδικοποιούνται από νευρώνες στον ιππόκαμπο ενώ τα θετικά ή αρνητικά συναισθήματά μας που συνδέονται με αυτό κωδικοποιούνται στην αμυγδαλή. Όταν βρεθούμε ξανά π.χ. σε έναν δρόμο στον οποίο μας έκλεψαν το πορτοφόλι αυτόματα ανασύρονται ταυτόχρονα τόσο οι αναμνήσεις που αφορούν αυτόν καθαυτόν τον δρόμο όσο και τα αρνητικά συναισθήματα από τη δυσάρεστη εμπειρία μας.
Ερευνητές από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης θέλησαν να εξετάσουν αν η μετατροπή των κωδικοποιημένων δυσάρεστων συναισθημάτων που συνδέονται με έναν χώρο σε θετικά θα μπορούσε να τον απαλλάξει από το αρνητικό «φορτίο» του. Για να το επιτύχουν χρησιμοποίησαν την τεχνική της «οπτογενετικής». Τροποποίησαν γενετικώς αρσενικά ποντίκια ώστε τα κύτταρα του εγκεφάλου τους να παράγουν μια φωτοευαίσθητη πρωτεΐνη ως απόκριση στα «σήματα» που δέχονταν κατά τον σχηματισμό των αναμνήσεων. Με τον τρόπο αυτό μπορούσαν να ελέγχουν τη δραστηριότητα των νευρώνων των πειραματοζώων μέσω μιας δέσμης γαλάζιου φωτός που διοχετευόταν από μια οπτική ίνα που εμφυτεύθηκε στο κρανίο τους. Με άλλα λόγια μπορούσαν να κάνουν τα ποντίκια να θυμηθούν έναν χώρο χωρίς τα ζώα να βρίσκονται μέσα σε αυτόν απλώς και μόνο πατώντας ένα κουμπί και «φωτίζοντας» τον εγκέφαλό τους.
«Σβήσιμο» του πόνου
στην πρώτη φάση του πειράματος τα γενετικώς τροποποιημένα αρσενικά ποντίκια τοποθετήθηκαν σε έναν χώρο στον οποίο δέχθηκαν μικρά ηλεκτροσόκ ώστε, εξαιτίας του πόνου, να συνδέσουν το συγκεκριμένο μέρος με αρνητικά συναισθήματα. Αφού «εκπαιδεύθηκαν» κατ’ αυτόν τον τρόπο τα πειραματόζωα μεταφέρθηκαν σε άλλον χώρο. Εκεί, χρησιμοποιώντας το γαλάζιο φως, οι επιστήμονες ενεργοποιούσαν στον εγκέφαλό τους την ανάμνηση του προηγούμενου χώρου αλλά ταυτοχρόνως τους δημιουργούσαν ευχάριστα συναισθήματα με την παρουσία θηλυκών ποντικών. Επειτα και από αυτήν την «εκπαίδευση», τα αρσενικά ποντίκια μεταφέρθηκαν ξανά στον χώρο όπου είχαν δεχθεί το ηλεκτροσόκ.
Όπως διαπίστωσαν οι ερευνητές τα ζώα είχαν πάψει πλέον να τον θεωρούν δυσάρεστο, γεγονός το οποίο σημαίνει ότι η θετική ανάμνηση είχε αντικαταστήσει την αρνητική και είχε συνδεθεί με τον «φοβικό» χώρο παρά το γεγονός ότι τα πειραματόζωα δεν την είχαν «ζήσει» μέσα σε αυτόν. Σε μια αντίστροφη διαδικασία οι επιστήμονες μπόρεσαν επίσης να αλλάξουν τους θετικούς συνειρμούς ενός χώρου σε αρνητικούς. «Το συναίσθημα συνδέεται στενά με την ανάμνηση παρελθόντων γεγονότων και επεισοδίων όμως παρ’ όλα αυτά η συναισθηματική “τιμή” των αναμνήσεων είναι εύπλαστη» δήλωσε ο καθηγητής Σουζούμου Τονεγκάουα, επικεφαλής της ομάδας, σε τηλεφωνική συνέντευξη Τύπου που διοργάνωσε η επιθεώρηση «Nature» στην οποία δημοσιεύθηκε η μελέτη.
Αλλαγή στις συνδέσεις των νευρώνων
Σε παράλληλα πειράματα ο καθηγητής Τονεγκάουα και οι συνεργάτες του διαπίστωσαν ότι η αλλαγή του συναισθηματικού «φορτίου» των αναμνήσεων αντιστοιχούσε σε μεταβολές στη συνδεσιμότητα του ιππόκαμπου με την αμυγδαλή: από τη στιγμή που σχηματιζόταν ο νέος συνειρμός η διέγερση της ανάμνησης του χώρου στον ιππόκαμπο πυροδοτούσε δραστηριότητα σε διαφορετική ομάδα νευρώνων της αμυγδαλής από εκείνη που αποκρινόταν στο ίδιο ερέθισμα κατά τον προηγούμενο συνειρμό.
Τα ευρήματα αποκαλύπτουν για πρώτη φορά τόσο ξεκάθαρα τον διαφορετικό ρόλο που διαδραματίζουν στον σχηματισμό και στην ανάσυρση των αναμνήσεων όχι μόνο αυτές οι δυο περιοχές του εγκεφάλου αλλά και η αλληλεπίδραση των νευρώνων τους. Οι συγγραφείς της μελέτης θεωρούν ότι η ανάμνηση ενός χώρου, αφού αποθηκευθεί στον ιππόκαμπο, μπορεί να προκαλέσει θετικά ή αρνητικά συναισθήματα ανάλογα με την ομάδα των νευρώνων της αμυγδαλής που θα «επιστρατεύσει» και ότι με τα πειράματά τους πέτυχαν να αλλάξουν ακριβώς αυτές τις συνδέσεις.
το βημα
Πολύπλοκοι μηχανισμοί
Η μνήμη είναι μια εξαιρετικά σύνθετη λειτουργία στην οποία εμπλέκονται πολλές περιοχές του εγκεφάλου. Ειδικά για τις αναμνήσεις που σχηματίζουμε από τα μέρη στα οποία βρισκόμαστε οι επιστήμονες έχουν ανακαλύψει ότι αυτές «μοιράζονται» σε δυο περιοχές: οι αναμνήσεις που αφορούν αυτό καθαυτό το μέρος κωδικοποιούνται από νευρώνες στον ιππόκαμπο ενώ τα θετικά ή αρνητικά συναισθήματά μας που συνδέονται με αυτό κωδικοποιούνται στην αμυγδαλή. Όταν βρεθούμε ξανά π.χ. σε έναν δρόμο στον οποίο μας έκλεψαν το πορτοφόλι αυτόματα ανασύρονται ταυτόχρονα τόσο οι αναμνήσεις που αφορούν αυτόν καθαυτόν τον δρόμο όσο και τα αρνητικά συναισθήματα από τη δυσάρεστη εμπειρία μας.
Ερευνητές από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης θέλησαν να εξετάσουν αν η μετατροπή των κωδικοποιημένων δυσάρεστων συναισθημάτων που συνδέονται με έναν χώρο σε θετικά θα μπορούσε να τον απαλλάξει από το αρνητικό «φορτίο» του. Για να το επιτύχουν χρησιμοποίησαν την τεχνική της «οπτογενετικής». Τροποποίησαν γενετικώς αρσενικά ποντίκια ώστε τα κύτταρα του εγκεφάλου τους να παράγουν μια φωτοευαίσθητη πρωτεΐνη ως απόκριση στα «σήματα» που δέχονταν κατά τον σχηματισμό των αναμνήσεων. Με τον τρόπο αυτό μπορούσαν να ελέγχουν τη δραστηριότητα των νευρώνων των πειραματοζώων μέσω μιας δέσμης γαλάζιου φωτός που διοχετευόταν από μια οπτική ίνα που εμφυτεύθηκε στο κρανίο τους. Με άλλα λόγια μπορούσαν να κάνουν τα ποντίκια να θυμηθούν έναν χώρο χωρίς τα ζώα να βρίσκονται μέσα σε αυτόν απλώς και μόνο πατώντας ένα κουμπί και «φωτίζοντας» τον εγκέφαλό τους.
«Σβήσιμο» του πόνου
στην πρώτη φάση του πειράματος τα γενετικώς τροποποιημένα αρσενικά ποντίκια τοποθετήθηκαν σε έναν χώρο στον οποίο δέχθηκαν μικρά ηλεκτροσόκ ώστε, εξαιτίας του πόνου, να συνδέσουν το συγκεκριμένο μέρος με αρνητικά συναισθήματα. Αφού «εκπαιδεύθηκαν» κατ’ αυτόν τον τρόπο τα πειραματόζωα μεταφέρθηκαν σε άλλον χώρο. Εκεί, χρησιμοποιώντας το γαλάζιο φως, οι επιστήμονες ενεργοποιούσαν στον εγκέφαλό τους την ανάμνηση του προηγούμενου χώρου αλλά ταυτοχρόνως τους δημιουργούσαν ευχάριστα συναισθήματα με την παρουσία θηλυκών ποντικών. Επειτα και από αυτήν την «εκπαίδευση», τα αρσενικά ποντίκια μεταφέρθηκαν ξανά στον χώρο όπου είχαν δεχθεί το ηλεκτροσόκ.
Όπως διαπίστωσαν οι ερευνητές τα ζώα είχαν πάψει πλέον να τον θεωρούν δυσάρεστο, γεγονός το οποίο σημαίνει ότι η θετική ανάμνηση είχε αντικαταστήσει την αρνητική και είχε συνδεθεί με τον «φοβικό» χώρο παρά το γεγονός ότι τα πειραματόζωα δεν την είχαν «ζήσει» μέσα σε αυτόν. Σε μια αντίστροφη διαδικασία οι επιστήμονες μπόρεσαν επίσης να αλλάξουν τους θετικούς συνειρμούς ενός χώρου σε αρνητικούς. «Το συναίσθημα συνδέεται στενά με την ανάμνηση παρελθόντων γεγονότων και επεισοδίων όμως παρ’ όλα αυτά η συναισθηματική “τιμή” των αναμνήσεων είναι εύπλαστη» δήλωσε ο καθηγητής Σουζούμου Τονεγκάουα, επικεφαλής της ομάδας, σε τηλεφωνική συνέντευξη Τύπου που διοργάνωσε η επιθεώρηση «Nature» στην οποία δημοσιεύθηκε η μελέτη.
Αλλαγή στις συνδέσεις των νευρώνων
Σε παράλληλα πειράματα ο καθηγητής Τονεγκάουα και οι συνεργάτες του διαπίστωσαν ότι η αλλαγή του συναισθηματικού «φορτίου» των αναμνήσεων αντιστοιχούσε σε μεταβολές στη συνδεσιμότητα του ιππόκαμπου με την αμυγδαλή: από τη στιγμή που σχηματιζόταν ο νέος συνειρμός η διέγερση της ανάμνησης του χώρου στον ιππόκαμπο πυροδοτούσε δραστηριότητα σε διαφορετική ομάδα νευρώνων της αμυγδαλής από εκείνη που αποκρινόταν στο ίδιο ερέθισμα κατά τον προηγούμενο συνειρμό.
Τα ευρήματα αποκαλύπτουν για πρώτη φορά τόσο ξεκάθαρα τον διαφορετικό ρόλο που διαδραματίζουν στον σχηματισμό και στην ανάσυρση των αναμνήσεων όχι μόνο αυτές οι δυο περιοχές του εγκεφάλου αλλά και η αλληλεπίδραση των νευρώνων τους. Οι συγγραφείς της μελέτης θεωρούν ότι η ανάμνηση ενός χώρου, αφού αποθηκευθεί στον ιππόκαμπο, μπορεί να προκαλέσει θετικά ή αρνητικά συναισθήματα ανάλογα με την ομάδα των νευρώνων της αμυγδαλής που θα «επιστρατεύσει» και ότι με τα πειράματά τους πέτυχαν να αλλάξουν ακριβώς αυτές τις συνδέσεις.
το βημα
0 σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου