Nghiên cứu về bản chất của trí nhớ cho thấy các tế bào lưu trữ thông tin như thế nào
Nghiên cứu mới tiết lộ rằng quá trình này xảy ra ở cấp độ tế bào, những phát hiện này rất quan trọng đối với sự hiểu biết và điều trị các rối loạn trí nhớ, chẳng hạn như bệnh Alzheimer.Ảnh minh họa
Hãy nghĩ về thời điểm bạn có hai trải nghiệm khác nhau nhưng giống nhau trong một khoảng thời gian ngắn. Có thể bạn đã tham dự hai bữa tiệc nghỉ lễ trong cùng một tuần hoặc thuyết trình hai lần tại nơi làm việc. Ngay sau đó, bạn có thể thấy mình nhầm lẫn giữa hai điều này, nhưng theo thời gian, sự nhầm lẫn đó giảm dần và bạn có khả năng phân biệt tốt hơn giữa những trải nghiệm khác nhau này.
Nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Nature Neuroscience xuất bản vào ngày 19 tháng 1, tiết lộ rằng quá trình này xảy ra ở cấp độ tế bào, những phát hiện này rất quan trọng đối với sự hiểu biết và điều trị các rối loạn trí nhớ, chẳng hạn như bệnh Alzheimer.
Nghiên cứu tập trung vào engram, là các tế bào thần kinh trong não lưu trữ thông tin bộ nhớ. Dheeraj S. Roy, Tiến sĩ, một trong những tác giả cấp cao của bài báo và là trợ lý giáo sư tại Khoa Sinh lý học và Lý sinh thuộc Trường Y và Khoa học Y sinh Jacobs, cho biết: “Engram là các tế bào thần kinh được kích hoạt lại để hỗ trợ việc thu hồi trí nhớ”. Đại học ở Buffalo. "Khi engrams bị gián đoạn, bạn sẽ bị mất trí nhớ."
Ông giải thích, trong những phút và giờ ngay sau một trải nghiệm, bộ não cần củng cố engram để lưu trữ nó. "Chúng tôi muốn biết: Điều gì đang xảy ra trong quá trình hợp nhất này? Điều gì xảy ra giữa thời điểm một bản khắc được hình thành cho đến khi bạn cần nhớ lại ký ức đó sau này?"
Các nhà nghiên cứu đã phát triển một mô hình tính toán để học tập và hình thành trí nhớ bắt đầu bằng thông tin cảm giác, chính là tác nhân kích thích. Một khi thông tin đó đến được vùng hải mã, phần não nơi hình thành ký ức, các tế bào thần kinh khác nhau sẽ được kích hoạt, một số trong số đó mang tính kích thích và một số khác mang tính ức chế.
Khi các tế bào thần kinh được kích hoạt ở vùng hải mã, không phải tất cả đều sẽ hoạt động cùng một lúc. Khi ký ức hình thành, các tế bào thần kinh được kích hoạt kịp thời sẽ trở thành một phần của ký ức và tăng cường khả năng kết nối của chúng để hỗ trợ việc nhớ lại trong tương lai.
Roy giải thích: “Việc kích hoạt các ô engram trong quá trình thu hồi bộ nhớ không phải là một quá trình tất cả hoặc không có mà thường cần phải đạt đến một ngưỡng (tức là phần trăm của engram ban đầu) để thu hồi hiệu quả”. "Mô hình của chúng tôi là mô hình đầu tiên chứng minh rằng quần thể engram không ổn định: Số lượng tế bào engram được kích hoạt trong quá trình thu hồi giảm theo thời gian, nghĩa là chúng có bản chất năng động, và vì vậy câu hỏi quan trọng tiếp theo là liệu điều này có gây ra hậu quả hành vi hay không." ."
Ông nói: “Trong giai đoạn củng cố sau khi học, não đang tích cực hoạt động để tách biệt hai trải nghiệm và đó có thể là một lý do khiến số lượng tế bào engram được kích hoạt giảm theo thời gian trong một ký ức”. "Nếu đúng, điều này sẽ giải thích tại sao khả năng phân biệt trí nhớ trở nên tốt hơn khi thời gian trôi qua. Giống như ký ức về trải nghiệm của bạn ban đầu là một con đường lớn nhưng theo thời gian, trong suốt giai đoạn hợp nhất theo thứ tự vài phút đến hàng giờ, bộ não của bạn sẽ chia chúng thành hai làn để bạn có thể phân biệt giữa hai làn."
Roy và các nhà thực nghiệm trong nhóm hiện đã có một giả thuyết có thể kiểm chứng được, họ thực hiện bằng cách sử dụng một thí nghiệm hành vi đã được thiết lập rõ ràng với chuột. Chuột được tiếp xúc trong thời gian ngắn với hai hộp khác nhau có mùi và điều kiện ánh sáng độc đáo; một là môi trường trung lập nhưng ở hộp thứ hai, họ bị sốc nhẹ ở chân.
Một vài giờ sau trải nghiệm đó, những con chuột thường di chuyển liên tục, biểu hiện nỗi sợ hãi nhớ lại ký ức bằng cách bị đóng băng khi tiếp xúc với một trong hai hộp. Roy nói: “Điều đó chứng tỏ rằng họ không thể phân biệt đối xử giữa hai bên”. "Nhưng đột nhiên đến giờ thứ 12, chúng chỉ tỏ ra sợ hãi khi tiếp xúc với chiếc hộp mà chúng cảm thấy không thoải mái trong lần trải nghiệm đầu tiên. Chúng có thể phân biệt được giữa hai điều đó. Con vật đang nói với chúng ta rằng chúng biết điều này." chiếc hộp thật đáng sợ nhưng 5 giờ trước họ đã không thể làm được điều đó."
Sử dụng kỹ thuật nhạy sáng, nhóm nghiên cứu có thể phát hiện các tế bào thần kinh hoạt động ở vùng hải mã của chuột khi con vật đang khám phá các hộp. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng kỹ thuật này để gắn thẻ các tế bào thần kinh đang hoạt động và sau đó đo xem có bao nhiêu tế bào thần kinh đã được não kích hoạt lại để thu hồi. Họ cũng tiến hành các thí nghiệm cho phép theo dõi một ô engram duy nhất theo trải nghiệm và thời gian. Roy giải thích: “Vì vậy, tôi có thể cho bạn biết theo nghĩa đen cách một tế bào engram hoặc một tập hợp con trong số chúng phản ứng với từng môi trường theo thời gian và mối tương quan giữa điều này với khả năng phân biệt trí nhớ của chúng”.
Các nghiên cứu tính toán ban đầu của nhóm đã dự đoán rằng số lượng tế bào engram liên quan đến một bộ nhớ sẽ giảm theo thời gian và các thí nghiệm trên động vật đã chứng minh điều đó.
Ông giải thích: “Khi bộ não học điều gì đó lần đầu tiên, nó không biết cần bao nhiêu tế bào thần kinh và do đó, một tập hợp con tế bào thần kinh lớn hơn sẽ được tuyển dụng một cách có chủ đích”. "Khi bộ não ổn định các tế bào thần kinh, củng cố trí nhớ, nó sẽ cắt bỏ các tế bào thần kinh không cần thiết, do đó cần ít tế bào thần kinh hơn và làm như vậy sẽ giúp tách các ký tự cho các ký ức khác nhau."
Điều gì đang xảy ra với chứng rối loạn trí nhớ?
Những phát hiện này có liên quan trực tiếp đến việc tìm hiểu điều gì đang xảy ra trong các chứng rối loạn trí nhớ, chẳng hạn như bệnh Alzheimer. Roy giải thích rằng để phát triển các phương pháp điều trị cho những chứng rối loạn như vậy, điều quan trọng là phải biết điều gì đang xảy ra trong quá trình hình thành trí nhớ ban đầu, củng cố và kích hoạt các ký ức để thu hồi.
Roy cho biết: “Nghiên cứu này cho chúng ta biết rằng một ứng cử viên rất có thể giải thích tại sao rối loạn chức năng trí nhớ xảy ra là có điều gì đó không ổn ở giai đoạn đầu sau khi hình thành trí nhớ, nơi các engram phải thay đổi”.
Ông hiện đang nghiên cứu các mô hình chuột mắc bệnh Alzheimer giai đoạn đầu để tìm hiểu xem liệu các vết khắc có đang hình thành nhưng không được ổn định chính xác hay không. Giờ đây, khi đã biết nhiều hơn về cách thức hoạt động của engram để hình thành và ổn định ký ức, các nhà nghiên cứu có thể kiểm tra xem gen nào đang thay đổi trong mô hình động vật khi quần thể engram giảm đi.
"Chúng tôi có thể xem xét các mô hình chuột và hỏi xem có gen cụ thể nào bị thay đổi không? Và nếu vậy thì cuối cùng chúng tôi cũng có thứ gì đó để kiểm tra, chúng tôi có thể điều chỉnh gen cho các quá trình ' tinh chỉnh' hoặc 'hợp nhất' này của các engram để xem liệu điều đó có vai trò trong việc cải thiện hiệu suất bộ nhớ," ông nói.
Nguồn Đại học Buffalo
- Tái tạo hệ thống miễn dịch để chống lại bệnh lao(26/1/2024)
- Dự đoán sớm bệnh tiểu đường đơn giản và đáng tin cậy(25/1/2024)
- Làm rõ nguyên nhân hội chứng Guillain-Barre(24/1/2024)
- Cải tiến phương thức xét nghiệm máu để phát hiện và theo dõi ung thư(23/1/2024)
- AI giúp giải thích trí nhớ và trí tưởng tượng của con người(22/1/2024)
- Tuổi thọ tăng lên ở chuột khi các tế bào não cụ thể được kích hoạt(18/1/2024)
Các bài khác
- Siro ho Otosan Fortuss - Công thức giàu hoạt tính từ mật ong Manuka & 7 loại thảo dược(14/10/2024)
- Thuốc Miplyffa để điều trị bệnh Niemann-Pick loại C(6/10/2024)
- Thuốc Aqneursa điều trị bệnh Niemann-Pick loại C(4/10/2024)
- Thuốc Otulfi điều trị bệnh Crohn, viêm loét đại tràng, bệnh vẩy nến(3/10/2024)
- Thuốc tiêm Tecentriq Hybreza trị ung thư(1/10/2024)
- Thuốc Pavblu điều trị cho bệnh nhân thoái hóa điểm vàng(22/9/2024)
- Thuốc Ebglyss để điều trị bệnh viêm da dị ứng(19/9/2024)
- Thuốc Livdelzi điều trị viêm đường mật nguyên phát(18/9/2024)
- Thuốc Zunveyl (benzgalantamine) để điều trị bệnh Alzheimer(18/9/2024)
- Thuốc Pyzchiva trị vảy nến mảng bám(26/8/2024)