Οι μνήμες μας μπορεί να επιβιώνουν ακόμη κι όταν χαθεί το μισό των συνδέσεων του εγκεφάλου που τις αποθηκεύουν, σύμφωνα με μελέτη σε ποντίκια σε κατάσταση λήθαργου. Η «εντυπωσιακή» αυτή ανακάλυψη ρίχνει περισσότερο φως στον τρόπο λειτουργίας της μνήμης και ίσως κάποτε οδηγήσει σε τρόπους βελτίωσής της.
«Οι μνήμες ίσως είναι πιο δύσκολο να σβήσουν απ’ όσο νομίζαμε», λέει ο Steve Ramirez από το Boston University, που δεν συμμετείχε στη μελέτη. «Αυτό προχωρά απολύτως ουσιαστικά την κατανόησή μας για το πώς λειτουργεί η μνήμη».
Όταν δεχόμαστε ένα ερέθισμα, οι νευρώνες στα αισθητήρια όργανά μας, όπως τα μάτια, μεταφέρουν ηλεκτρικά σήματα στον εγκέφαλο. Στη συνέχεια, οι νευρώνες επεξεργάζονται αυτές τις πληροφορίες ανταλλάσσοντας ηλεκτρικά σήματα μεταξύ τους μέσω συνδέσεων που ονομάζονται συνάψεις.
Αυτοί οι νευρώνες, οι λεγόμενοι νευρώνες engram, κωδικοποιούν τις πληροφορίες σε μνήμη σχηματίζοντας νέες συνάψεις και ενισχύοντας τις ήδη υπάρχουσες. Η ανάκληση μιας μνήμης ενισχύει ακόμη περισσότερο αυτές τις συνδέσεις και τη μνήμη μας.
Πολλοί επιστήμονες θεωρούν ότι μια μνήμη παραμένει όσο διατηρείται το συγκεκριμένο μοτίβο συνάψεων στους νευρώνες engram που την κωδικοποιούν. Αυτό βασίζεται εν μέρει σε πειράματα που χρησιμοποίησαν φάρμακα ή γενετικά εργαλεία για να διαταράξουν τις συνάψεις στους νευρώνες engram, λέει ο Kazumasa Tanaka από το Okinawa Institute of Science and Technology στην Ιαπωνία.
Όμως πιο πρόσφατες μελέτες δείχνουν ότι μια μνήμη μπορεί να παραμένει ακόμη κι όταν αυτές οι συνάψεις αλλάζουν θέση ή αριθμό. Αυτό έθεσε υπό αμφισβήτηση «τι είναι αναγκαίο και τι επαρκεί για να διατηρηθεί μια μνήμη», λέει ο George Dragoi από το Yale University.
Για να το διερευνήσουν, ο Tanaka και οι συνεργάτες του άντλησαν έμπνευση από τα ζώα που πέφτουν σε χειμέρια νάρκη. «Κατά τη χειμέρια νάρκη, η εγκεφαλική δραστηριότητα φαίνεται να πέφτει σημαντικά», λέει. «Όμως μελέτες σε ζώα που πέφτουν φυσικά σε νάρκη δείχνουν ότι, με κάποιον τρόπο, όταν ξυπνούν την άνοιξη, θυμούνται τους φίλους τους και τη θέση της τροφής που είχαν κρύψει πριν από τη νάρκη».
Εξετάζοντας πώς διατηρείται η μνήμη κατά τη διάρκεια της νάρκης, μια κατάσταση στην οποία ο εγκέφαλος αλλάζει δραστικά, οι ερευνητές ήθελαν να ξετυλίξουν τις βασικές αρχές με τις οποίες ο εγκέφαλος των θηλαστικών αποθηκεύει μακροπρόθεσμα τις μνήμες. «Οι ερευνητές προσεγγίζουν πολύ έξυπνα και δημιουργικά το ζήτημα της μνήμης, χρησιμοποιώντας τη νάρκη ως τρόπο για να δοκιμάσουν και να “πειράξουν” τον εγκέφαλο», λέει ο Ramirez.
Εφάρμοσαν ήπια ηλεκτρικά σοκ στα πόδια ποντικιών –τα οποία δεν πέφτουν φυσικά σε χειμέρια νάρκη– ενώ βρίσκονταν σε θάλαμο με μυρωδιά αλκοόλ, δημιουργώντας μια φοβική μνήμη συνδεδεμένη με αυτή την οσμή. Την επόμενη ημέρα, τα ποντίκια πάγωσαν από φόβο όταν τοποθετήθηκαν ξανά στον ίδιο θάλαμο, χωρίς να δεχτούν σοκ.
Οι ερευνητές προκάλεσαν τεχνητή κατάσταση νάρκης σε περίπου τα μισά ποντίκια για δύο ημέρες. Αυτό έγινε με ένεση φαρμάκων που επιβραδύνουν τον μεταβολισμό και με τοποθέτησή τους σε σκοτεινό θάλαμο.
Πέντε ημέρες αργότερα, τα ποντίκια που είχαν περάσει τεχνητή νάρκη εξακολουθούσαν να παγώνουν όταν έμπαιναν στον θάλαμο με τη μυρωδιά αλκοόλ. Αυτό συνέβη παρότι οι εγκεφαλικές απεικονίσεις έδειξαν ότι περισσότερο από το μισό των συνάψεων μέσα στους νευρώνες engram του ιππόκαμπου –μιας περιοχής του εγκεφάλου κρίσιμης για τη μνήμη– είχε εξαφανιστεί κατά τη διάρκεια της νάρκης. «Παρά τη μεγάλη αναδιοργάνωση του εγκεφάλου κατά τη νάρκη, οι μνήμες διατηρήθηκαν», λέει ο Tanaka.
Ο Dragoi λέει ότι τα ευρήματα έχουν σημασία και για τους ανθρώπους, καθώς προηγούμενες έρευνες έχουν δείξει ότι ο εγκέφαλός μας αποθηκεύει τις πληροφορίες πολύ παρόμοια με των ποντικιών. «Μας λέει κάτι για τον τρόπο με τον οποίο μπορεί να λειτουργούν οι εγκέφαλοι των θηλαστικών», λέει ο Ramirez.
Η ομάδα διαπίστωσε επίσης ότι ο εγκέφαλος των τρωκτικών που βρίσκονταν σε νάρκη διατηρούσε συνάψεις που ήταν συγκεντρωμένες κοντά μεταξύ τους στην επιφάνεια των νευρώνων engram, ενώ εκείνες που βρίσκονταν εκτός αυτών των συστάδων εξαφανίζονταν. Αυτό δείχνει ότι οι συνάψεις που σχηματίζουν ομάδες είναι ιδιαίτερα κρίσιμες για τη διατήρηση της μνήμης στον εγκέφαλο, λέει ο Tanaka.
Οι μη συγκεντρωμένες συνάψεις που εξαφανίστηκαν κατά τη νάρκη επανεμφανίστηκαν μέσα σε μία ημέρα μετά τη νάρκη, κάτι που δείχνει ότι, ενώ οι συγκεντρωμένες συνάψεις engram είναι απαραίτητες για να διατηρείται η πληροφορία μέσα στις μνήμες, οι μη συγκεντρωμένες συνάψεις μπορεί να είναι σημαντικές για την πρόσβαση στις μνήμες, λέει.
«Αυτή η μελέτη είναι ένα εντυπωσιακό βήμα μπροστά, επειδή απαντά σε ένα μακροχρόνιο αίνιγμα της έρευνας για τη μνήμη: πώς ο εγκέφαλος διατηρεί τις μακροπρόθεσμες μνήμες», λέει η Priyanka Rao-Ruiz από το Vrije University Amsterdam στην Ολλανδία.
Η ομάδα εξετάζει τώρα τις μοριακές οδούς μέσω των οποίων οι συγκεντρωμένες συνάψεις engram αποθηκεύουν πληροφορίες και σχεδιάζει να μελετήσει πώς επανεμφανίζονται οι μη συγκεντρωμένες, λέει ο Tanaka.
Η στόχευση αυτών των οδών με φάρμακα θα μπορούσε ακόμη και να αποκαλύψει τρόπους πρόληψης ή επιβράδυνσης της εξασθένησης της μνήμης, λέει ο Ramirez. «Δίνει ελπίδα ότι ακόμη και σε περιπτώσεις όπου η πληροφορία φαίνεται να έχει χαθεί στον εγκέφαλο, είτε πρόκειται για αμνησία είτε για τη νόσο Alzheimer, η μνήμη μπορεί παρ’ όλα αυτά να παραμένει».
Science DOI: 10.1126/science.aee7004
Το παρόν κείμενο δημιουργήθηκε με τη χρήση τεχνητής νοημοσύνης.
