Neuronale ontwikkeling en geheugen - Ontdekking kan invloed hebben op nieuw geneesmiddelenonderzoek

In een studie, die verscheen in het nummer van 30 maart van Cel, onderzoekers van het Picower Institute for Learning and Memory van het MIT hebben voor de eerste keer ontdekt dat neuronen in verschillende stadia van hun levenscyclus mogelijk twee afzonderlijke functies uitvoeren, zoals het vormen van verschillende herinneringen aan bijna identieke situaties en het vermogen om een ??hele herinnering terug te roepen. gebeurtenis wanneer gevraagd door een klein detail.
De studie beschrijft een hersenstructuur die bij volwassenen nieuwe neuronen produceert als een mogelijk vitaal doelwit voor de ontwikkeling van geneesmiddelen voor de behandeling van geheugenstoornissen.
Hoofdauteur, Toshiaki Nakashiba van het Picower Institute, zei dat een onbalans tussen jonge en oude neuronen in de hersenregio, genaamd dentate gyrus, mogelijk de geheugenvorming kan verstoren, waardoor cognitieve stoornissen in verband met posttraumatische stressstoornis (PTSS) kunnen worden opgeroepen en mogelijk kunnen worden beïnvloed, zoals en ouder worden. In dentate gyrus genereert slechts één van de twee hersenplaatsen continu nieuwe neuronen gedurende het hele volwassen leven.
Medeauteur Susumu Tonegawa, Picower hoogleraar Neurowetenschappen bij het Picower Institute verklaarde:

"Bij dieren leiden traumatische ervaringen en veroudering vaak tot een afname van de geboorte van nieuwe neuronen in de dentate gyrus." Bij mensen vonden recente studies dentate gyrusdisfunctie en gerelateerde geheugenbeperkingen tijdens normale veroudering. "

De hersenen detecteren kleine verschillen tussen vergelijkbare ervaringen door patroonscheiding. Mensen zijn in staat om expliciete inhoud van eerdere herinneringen te herinneren met slechts beperkte aanwijzingen gerelateerd aan de originele ervaring wanneer deze patronen compleet zijn. Een persoon die bijvoorbeeld twee nachten op rij in hetzelfde Franse restaurant dineert, maakt soortgelijke ervaringen of observaties bij beide gelegenheden, zoals het menu, de omgeving, de tijd van hun bezoek, enz.
De verschillende herinneringen die de hersenen van de persoon vormen voor elke gebeurtenis worden patroonscheiding genoemd. Als een vriend bijvoorbeeld enige tijd later een smaak noemt voor uiensoep, herinnert de persoon zich misschien niet alleen het gerecht dat ze in het restaurant hadden, maar de hele ervaring waarvan mensen in het restaurant waren, wat ze deden na de maaltijd, etc. Dit proces wordt opgeroepen door het voltooien van het patroon.
Terwijl patroonscheiding een uniek nieuw geheugen vormt op basis van verschillen tussen ervaringen, herinnert patroonafronding herinneringen door overeenkomsten te identificeren. Mensen die ernstig hersenletsel of trauma hebben opgelopen, zijn vaak niet in staat de gezichten van hun familie en vrienden te herkennen die ze regelmatig zien, terwijl anderen met PTSS schokkende gebeurtenissen niet kunnen vergeten.
Tonegawa legt uit:

"Gestoorde patroonscheiding door verlies van jonge neuronen kan de balans verleggen ten gunste van patroonaanvulling, wat ten grondslag kan liggen aan terugkerende geheugenherinnering waargenomen bij PTSS-patiënten."

Lange tijd geloofden neurowetenschappers dat deze twee tegengestelde en concurrerende processen plaatsvinden in verschillende neurale circuits in de hippocampus, denkend dat de dentate gyrus, een structuur van significant belang is voor de plasticiteit ervan in het zenuwstelsel en de impact ervan op aandoeningen variërend van depressie en epilepsie voor traumatisch hersenletsel, is betrokken bij patroonscheiding, terwijl de CA3-regio betrokken is bij het voltooien van patronen. De MIT-onderzoekers ontdekten echter dat de neuronen die door de dentate gyrus alleen werden voortgebracht mogelijk een verschillende rol konden spelen naarmate ze ouder werden.

De MIT-onderzoekers onderzochten een patroonscheiding bij muizen die leken onderscheid te maken tussen twee kamers, waarvan de ene veilig was en de ander een onaangename schok voor hun voeten gaf. Om de voltooiingscapaciteiten van het muizenpatroon te beoordelen, gaven de onderzoekers de muizen beperkte aanwijzingen bij het vinden van hun weg uit een doolhof waarvan ze wisten hoe ze eerder moesten onderhandelen. Ze vergeleken normale muizen met muizen die jonge of oude neuronen misten, en ontdekten dat de muizen defecten vertoonden in patroonafronding of -scheiding, afhankelijk van welke reeks neuronen was uitgeput. Eerder onderzoek ondersteunde het idee dat de dentate gyrus of jonge neuronen patroonscheiding uitvoerden bij het onderzoeken van patroonscheiding, door het manipuleren van de gehele dentate gyrus of alleen volwassen jonge neuronen.
Nakashiba concludeerde:

"Door muizen genetisch gemodificeerd te bestuderen om neuronale communicatie van oude neuronen te blokkeren - of door hun volwassen jonge neuronen te vernietigen - ontdekten we dat oude neuronen niet nodig waren voor patroonscheiding, terwijl jonge neuronen daarvoor nodig waren. dat muizen verstoken van oude neuronen defect waren in patroonvoltooiing, wat suggereert dat de balans tussen patroonscheiding en -voltooiing kan worden gewijzigd als gevolg van verlies van oude neuronen. "

Geschreven door Petra Rattue