ID Kajian Tetikus Bagaimana Otak Menghubungkan Kenangan Sepanjang Masa

Dengan menggunakan mikroskop miniatur, ahli sains saraf di University of California, Los Angeles (UCLA) telah mengenal pasti pada tikus bagaimana otak menghubungkan kenangan yang berbeza dari masa ke masa.

Dan ketika penuaan melemahkan hubungan ini, para penyelidik mengatakan bahawa mereka merancang cara untuk otak pertengahan umur untuk menghubungkan kembali kenangan yang berasingan.

Penemuan yang diterbitkan dalam Alam semula jadi, cadangkan kemungkinan campur tangan bagi orang yang menderita masalah ingatan yang berkaitan dengan usia, menurut para penyelidik.

"Hingga kini, ahli sains saraf telah memfokus pada bagaimana otak mencipta dan menyimpan kenangan tunggal," kata penyelidik utama Dr. Alcino Silva, seorang profesor neurobiologi di David Geffen School of Medicine di UCLA. "Kami ingin meneroka bagaimana otak menghubungkan dua kenangan dan sama ada peredaran masa mempengaruhi kekuatan hubungan."

"Di dunia nyata, kenangan tidak berlaku secara terpisah," tambah penulis pertama Dr. Denise Cai, seorang penyelidik di makmal Silva. "Pengalaman masa lalu kami mempengaruhi penciptaan kenangan baru dan membantu kami meramalkan apa yang diharapkan dan membuat keputusan yang tepat pada masa akan datang."

Dalam eksperimen mereka, ahli sains saraf menguji pada tikus muda dan pertengahan umur sama ada otak mengaitkan kenangan pengalaman yang dipisahkan oleh lima jam berbanding tujuh hari.

Untuk mencapai ini, mereka menggunakan mikroskop miniatur, yang disebut Miniscope, yang dikembangkan oleh pakar sains UCLA Drs. Peyman Golshani, Baljit Khakh dan Silva dengan dana dari Inisiatif BRAIN presiden dan Sekolah Geffen.

Kamera mikroskop yang kuat membolehkan para saintis mengintip otak tikus muda dan memerhatikan sel-sel mereka beraksi. Mikroskop kecil yang dipasang di kepala menerangi neuron yang menembak ketika tikus bergerak bebas di persekitaran semula jadi mereka.

Selama 10 minit pada satu masa, setiap tetikus diletakkan dalam tiga kotak, semuanya unik dari segi wangian, bentuk, pencahayaan, dan lantai. Penempatan yang dipisahkan selama seminggu di kotak pertama dan kedua. Hanya lima jam memisahkan masa yang dihabiskan di kotak kedua dan ketiga, di mana tetikus kemudian mendapat sedikit kejutan pada kaki.

Dua hari kemudian, para penyelidik mengembalikan setiap tetikus ke ketiga kotak tersebut. Seperti yang dijangkakan, tikus membeku ketakutan ketika mengenali bahagian dalam kotak ketiga.

Walau bagaimanapun, apa yang berlaku seterusnya mengejutkan, menurut para penyelidik.

"Tikus juga membeku di kotak kedua, di mana tidak ada kejutan," kata Silva. "Ini menunjukkan bahawa tetikus memindahkan ingatannya terhadap kejutan di kotak ketiga ke pengalamannya di kotak kedua lima jam sebelumnya."

Semasa Silva dan Cai memeriksa otak tikus, aktiviti saraf tersebut mengesahkan hipotesis mereka.

"Sel otak yang sama yang mencatat kejutan tikus di kotak ketiga juga mengekodkan ingatannya pada kotak kedua beberapa jam sebelumnya," kata Cai. "Kami melihat 20 peratus lebih banyak tumpang tindih dalam rangkaian saraf yang merakam pengalaman haiwan dalam kenangan yang terbentang lebih dekat dalam masa."

"Kenangan itu saling berkaitan dalam bagaimana mereka dikodekan dan disimpan oleh otak, sehingga penarikan satu memori memicu penarikan kembali memori lain yang berkaitan dengan waktu," jelas Silva menjelaskan.

Berdasarkan penemuan sebelumnya oleh Silva, pasukan penyelidik mengetahui bahawa sel kemungkinan besar akan menyandikan memori ketika terangsang dan siap untuk dipecat. Ahli sains saraf merujuk kepada keadaan ini sebagai kegembiraan.

"Otak yang teruja sudah dipanaskan," kata Silva. "Ini seperti meregangkan otot anda sebelum bersenam atau menghidupkan mesin kereta anda sebelum anda memandu."

Mengesyaki bahawa penuaan melemahkan keupayaan neuron untuk bersemangat sepenuhnya, para penyelidik melakukan eksperimen serupa pada tikus berusia pertengahan. Mereka memperkenalkan setiap tikus kepada dua kotak, jarak lima jam, dan mengalami kejutan kaki di kotak kedua.

Ketika mereka mengembalikan haiwan itu ke dalam kotak dua hari kemudian, hasilnya jelas.

"Tikus yang lebih tua hanya membeku di kotak tempat mereka mendapat kejutan," ungkap Cai. "Mereka tidak bertindak balas di kotak pertama."

Menggunakan Miniscopes mengesahkan bahawa otak tikus yang lebih tua tidak menghubungkan dua kenangan itu. Setiap memori dikodkan pada rangkaian sarafnya sendiri.

Pasukan seterusnya memberi tumpuan untuk meningkatkan kemampuan tikus yang lebih tua untuk menghubungkan kenangan. Cai menggunakan alat biologi untuk membangkitkan neuron di bahagian hippocampus - pusat ingatan otak - sebelum memperkenalkan tikus ke kotak pertama.

Dia merangsang sel yang sama sebelum meletakkan tikus di kotak pertama dan kotak kedua, di mana mereka mengalami kejutan kaki dua hari kemudian.

"Bukti dalam puding tiba ketika kami memperkenalkan kembali tikus paruh baya ke kotak pertama," kata Silva."Haiwan membeku - mereka sekarang mengaitkan kejutan yang berlaku di kotak kedua dengan yang pertama. Ini menunjukkan bahawa peningkatan kegembiraan telah membalikkan ketidakupayaan mereka yang berkaitan dengan usia untuk menghubungkan kenangan. "

Cai dan Silva melaporkan mereka kini menguji kesan ubat yang diluluskan oleh FDA terhadap kemampuan tikus paruh baya untuk menghubungkan kenangan.

Sumber: University of California, Los Angeles