Descoperirea unui mecanism cerebral legat de pierderea memoriei legată de vârstă

Rezumat: Cercetătorii au identificat un mecanism care apare în regiunea CA3 a hipocampului care pare a fi responsabil pentru un tip comun de pierdere a memoriei legată de vârstă.

Sursă: Universitatea Johns Hopkins

Lucrând cu șobolani, oamenii de știință de la Universitatea Johns Hopkins au identificat un mecanism din creier responsabil pentru un tip comun de pierdere de memorie legată de vârstă.

Cartea, publicată astăzi în Biologie actualăaruncă lumină asupra funcției creierului îmbătrânit și ne poate aprofunda înțelegerea bolii Alzheimer și a tulburărilor similare la oameni.

„Încercăm să înțelegem memoria normală și de ce o parte a creierului numită hipocamp este atât de esențială pentru memoria normală”, a spus autorul principal James Knierim, profesor la Institutul Mind/Brain Zanvyl Krieger al universității. „Dar și cu multe tulburări de memorie, ceva nu este în regulă în acest domeniu”.

Oamenii de știință știu că neuronii hipocampali, localizați adânc în lobul temporal al creierului, sunt responsabili pentru o pereche complementară de funcții de memorie numite separarea modelului și completarea modelului. Aceste funcții apar într-un gradient printr-o regiune minusculă a hipocampului numită CA3.

Când aceste funcții sunt dezechilibrate, memoria este afectată, provocând simptome precum uitarea sau repetiția. Echipa Johns Hopkins a descoperit că, pe măsură ce creierul îmbătrânește, acest dezechilibru poate fi cauzat de dispariția gradientului CA3; funcția de separare a modelului dispare și funcția de completare a modelului preia controlul.

Neuronii responsabili pentru separarea modelelor sunt, în general, mai răspândiți în regiunea proximală față de zona CA3, în timp ce cei responsabili pentru completarea modelului sunt predominați în regiunea distală, a declarat autorul principal Heekyung Lee, cercetător asociat la Mind/Brain Institute, With aging, neuronal. activitatea în regiunea proximală devine hiperactivă, iar interacțiunea dintre cele două regiuni devine anormală, creând dominanță în completarea modelului.

În creierul normal, separarea tiparelor și completarea modelelor lucrează mână în mână pentru a sorta și a da sens percepțiilor și experiențelor, de la cele mai elementare la cele mai complexe.

Dacă vizitezi un restaurant cu familia și o lună mai târziu vizitezi același restaurant cu prietenii, ar trebui să poți recunoaște că a fost același restaurant, chiar dacă unele detalii s-au schimbat – c este finalizarea modelului.

Dar trebuie să vă amintiți și ce conversație a avut loc când, pentru a nu confunda cele două experiențe – aceasta este separarea modelelor.

Când separarea modelelor dispare, finalizarea modelului domină procesul. Cu creierul concentrat pe experiența comună a restaurantului, excluzând detaliile vizitelor separate, s-ar putea să vă amintiți o conversație despre călătoria în Italia în timpul unei vizite, dar vă înșelați cine vorbea.

„Toți facem aceste greșeli, dar tind să se agraveze pe măsură ce îmbătrânim”, a spus Knierim.

În experimente, cercetătorii au comparat șobolani tineri cu memorie intactă cu șobolani mai în vârstă cu memorie intactă și șobolani mai în vârstă cu memorie afectată.

Pe măsură ce șobolanii mai în vârstă cu memoria intactă au îndeplinit sarcini de labirint de apă, precum și șobolanii mai tineri, neuronii din regiunile CA3 ale hipocampului lor începeau deja să favorizeze finalizarea modelului în detrimentul separării modelului.

Această descoperire rezonează cu oamenii care rămân surprinzător de vioi până la bătrânețe, spun cercetătorii. Imaginea este în domeniul public

Deoarece această descoperire fiziologică nu se manifestase în comportamentul lor, cercetătorii au ajuns la concluzia că ceva îi determină pe șobolani să compenseze deficitul.

Această descoperire rezonează cu oamenii care rămân surprinzător de vioi până la bătrânețe, spun cercetătorii. Astfel, identificarea mecanismului pierderii memoriei ar putea pune bazele pentru învățarea a ceea ce previne afectarea memoriei la unii oameni și, prin urmare, a modului de prevenire sau amânare a declinului cognitiv la vârstnici.

„Dacă putem înțelege mai bine care sunt aceste mecanisme compensatorii, atunci am putea ajuta la prevenirea declinului cognitiv odată cu îmbătrânirea”, a spus Knierim. „Sau, dacă nu o putem opri, poate că putem îmbunătăți alte părți ale creierului pentru a compensa pierderile care apar”.

Ceilalți autori principali ai lucrării au fost Michela Gallagher, profesor Krieger-Eisenhower de psihologie și neuroștiință la Johns Hopkins și Scott Zeger, profesor de biostatistică la Școala de sănătate publică Johns Hopkins Bloomberg. Laboratorul lui Gallagher a demonstrat anterior că medicamentul antiepileptic Levetiracetam îmbunătățește performanța memoriei prin reducerea hiperactivității în hipocamp. Așadar, Lee speculează, de asemenea, că aceste informații noi, mai specifice despre cum apare afectarea memoriei, ar putea permite oamenilor de știință să vizeze mai bine aceste medicamente către deficite în viitor.

„Ne-ar oferi mai mult control asupra locurilor în care am putea viza deficitele pe care le vedem”, a spus ea.

Despre această știre despre cercetarea îmbătrânirii și a memoriei

Autor: oficiu de presa
Sursă: Universitatea Johns Hopkins
A lua legatura: Biroul de presă – Universitatea Johns Hopkins
Imagine: Imaginea este în domeniul public

Cercetare originală: Accesul închis.
„Pierderea eterogenității funcționale de-a lungul axei transversale CA3 în timpul îmbătrânirii” de Heekyung Lee și colab. Biologie actuală


Abstract

Vezi si

Aceasta arată un desen al unei celule înconjurate de cod binar

Pierderea eterogenității funcționale de-a lungul axei transversale CA3 în timpul îmbătrânirii

Puncte tari

  • Șobolanii tineri (Y) arată tranziția de la separarea modelului la completarea modelului în CA3
  • Șobolanii în vârstă cu tulburări de memorie (AI) arată finalizarea modelului în CA3 proximal și distal
  • Șobolanii AI pot ortogonaliza reprezentările în două medii distincte spațial
  • Sobolanii in varsta fara tulburari de memorie prezinta tendinte intermediare intre sobolanii Y si AI

rezumat

S-a postulat că deficitele legate de vârstă în separarea modelelor influențează producția de procesare a memoriei hipocampale către finalizarea modelului, ceea ce poate duce la deficite în recuperarea exactă a memoriei.

Deși regiunea CA3 a hipocampusului este adesea conceptualizată ca o rețea fără sudură implicată în completarea modelului, dovezile tot mai mari demonstrează un gradient funcțional în CA3 de-a lungul axei transversale, deoarece ieșirile separate de un model (dominant în CA3 mai proximal) trec la un proces finalizat. model. ieșiri (dominante în CA3 mai distal).

Am examinat reprezentările neuronale de-a lungul axei transversale CA3 la șobolani tineri (Y), în vârstă fără deficiențe de memorie (AU) și în vârstă cu tulburări de memorie (AI), când au fost aduse diferite schimbări în mediu.

Eterogenitatea funcțională în CA3 a fost observată la șobolanii Y și AU când asemănarea mediului a fost mare (semne modificate sau forme modificate ale mediului în aceeași cameră), cu reprezentări mai ortogonalizate în CA3 proximal decât în ​​CA3 distal.

În schimb, șobolanii IA au prezentat ortogonalizare redusă în CA3 proximal, dar au prezentat reprezentări normale (adică, generalizate) în CA3 distal, cu puține dovezi ale unui gradient funcțional.

În condiții experimentale în care similitudinea mediului a fost scăzută (camere diferite), reprezentările din CA3 proximal și distal au fost remapate la toți șobolanii, arătând că CA3 al șobolanilor AI este capabil să codifice reprezentări distinctive pentru intrări cu o mai mare diferență.

Aceste experimente susțin ipotezele că prejudecățile legate de vârstă față de finalizarea modelului hipocampal se datorează pierderii la șobolanii IA a tranziției normale de la separarea modelului la completarea modelului de-a lungul axei transversale CA3.

Add Comment