Naukowcy odkryli mechanizm mózgowy odpowiedzialny za utratę pamięci związaną z wiekiem

By Lisa Jhung

1 lipca 2022 - Naukowcy z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa zidentyfikowali mechanizm w mózgu odpowiedzialny za utratę pamięci związaną z wiekiem, poszerzając naszą wiedzę na temat wewnętrznego funkcjonowania starzejącego się mózgu i być może otwierając drzwi do nowych metod leczenia choroby Alzheimera.

Badacze przyjrzeli się hipokampowi, części mózgu odpowiedzialnej za przechowywanie długoterminowych wspomnień.

Znajdujące się tam neurony są odpowiedzialne za parę funkcji pamięciowych - zwanych rozdzielaniem i uzupełnianiem wzorców - które współpracują ze sobą w młodych, zdrowych mózgach. Z wiekiem funkcje te mogą zostać wytrącone z równowagi, co wpływa na pamięć.

Zespół z Johns Hopkins być może odkrył, co powoduje ten brak równowagi. Ich odkrycia - przedstawione w nowej pracy w czasopiśmie Current Biology - mogą nie tylko pomóc nam w udoskonaleniu metod leczenia demencji, ale nawet zapobiec lub opóźnić utratę zdolności myślenia w ogóle, twierdzą naukowcy.

Rozdzielanie wzorców a uzupełnianie wzorców

Aby zrozumieć, jak hipokamp zmienia się z wiekiem, badacze przyjrzeli się mózgom szczurów. Zarówno u szczurów, jak i u ludzi, występuje rozdzielanie i uzupełnianie wzorców, kontrolowane przez neurony w hipokampie.

Jak sama nazwa wskazuje, uzupełnianie wzorca ma miejsce, gdy bierzesz kilka szczegółów lub fragmentów informacji - kilka nut muzyki lub początek słynnego cytatu filmowego - i twój mózg odzyskuje pełną pamięć. Z drugiej strony, rozdzielanie wzorców to zdolność do rozróżniania podobnych obserwacji lub doświadczeń (np. dwie wizyty w tej samej restauracji), które mają być przechowywane jako oddzielne wspomnienia.

Funkcje te występują wzdłuż gradientu w małym regionie zwanym CA3. Ten gradient, jak wykazało badanie, zanika wraz ze starzeniem się, mówi główny autor badania Hey-Kyoung Lee, PhD, asystent naukowca w uniwersyteckim Zanvyl Krieger Mind/Brain Institute. "Główną konsekwencją utraty", mówi Lee, "jest to, że uzupełnianie wzorców staje się bardziej dominujące u szczurów wraz z wiekiem".

Co się dzieje w mózgu

Neurony odpowiedzialne za uzupełnianie wzorców zajmują "dystalny" koniec CA3, podczas gdy te odpowiedzialne za rozdzielanie wzorców rezydują na "proksymalnym" końcu. Lee mówi, że wcześniejsze badania nie badały osobno proksymalnych i dystalnych regionów, co ona i jej zespół zrobili w tym badaniu.

Co było zaskakujące, mówi Lee, "to fakt, że nadaktywność w okresie starzenia się była obserwowana w kierunku proksymalnego regionu CA3, a nie oczekiwanego regionu dystalnego." Wbrew ich oczekiwaniom, ta nadaktywność nie poprawiała funkcji w tym obszarze, ale raczej ją tłumiła. Stąd: "Występuje zmniejszona separacja wzorców i zwiększona kompletacja wzorców" - mówi Lee.

W miarę jak dominuje uzupełnianie wzorca, separacja wzorca zanika", mówi Lee. Może to utrudnić starszym osobom oddzielenie wspomnień - mogą przypomnieć sobie pewną restaurację, w której byli, ale nie będą w stanie rozdzielić tego, co działo się podczas jednej wizyty od drugiej.

Dlaczego niektórzy starsi ludzie zachowują ostrość widzenia?

Ale to upośledzenie pamięci nie zdarza się każdemu i nie dotyczy też wszystkich szczurów. W rzeczywistości badacze odkryli, że niektóre starsze szczury wykonywały zadania uczenia się przestrzennego równie dobrze jak młode szczury - nawet jeśli ich mózgi zaczynały już faworyzować uzupełnianie wzorów.

Jeśli uda nam się lepiej zrozumieć, dlaczego tak się dzieje, być może odkryjemy nowe metody leczenia utraty pamięci związanej z wiekiem, mówi Lee.

Zespół Micheli Gallagher wykazał wcześniej, że lek przeciwpadaczkowy lewetiracetam poprawia pamięć poprzez zmniejszenie nadaktywności w hipokampie.

Dodatkowe szczegóły, które dodaje to badanie, mogą pozwolić naukowcom na lepsze ukierunkowanie takich leków w przyszłości, spekuluje Lee. "Dałoby nam to lepszą kontrolę nad tym, gdzie moglibyśmy ewentualnie skierować deficyty, które widzimy".