Cercetarea evidențiază un circuit interhemisferic al creierului esențial pentru memoria spațială
O echipă condusă de Institutul de Neurosciențe (IN), un centru comun al Consiliului Național de Cercetare Spaniol (CSIC) și Universitatea Miguel Hernández din Elche (UMH), a identificat un circuit cerebral esențial pentru memoria spațială.
Studiul, publicat în Cell Reports, descrie pentru prima dată o conexiune între cele două hemisfere hippocampale, în care neuronii din regiunea CA1 a hemisferei drepte trimit proiecții către hemisfera stângă, în special către subiculum. Rezultatele arată că această comunicare este necesară pentru navigare și amintirea locațiilor. De asemenea, studiul relevă că acest circuit este alterat la șoarecii care poartă o mutație genetică asociată cu schizofrenia.
„Știam că hippocampul este esențial pentru memorie, dar nu înțelegeam pe deplin cum comunică cele două hemisfere. În această lucrare, am identificat o cale specifică și am demonstrat că este necesară pentru funcții cognitive fundamentale”, explică Félix Leroy, principalul investigator al studiului și director al Laboratorului de Cognitie și Interacțiuni Sociale la Institutul de Neurosciențe.
Creierul este împărțit în două hemisfere care procesează informații într-un mod parțial specializat, dar care trebuie să coordoneze constant. Cu toate acestea, conexiunile specifice care permit această comunicare în regiunile implicate în memorie, cum ar fi hippocampul, sunt în mare parte necunoscute.
În această lucrare, echipa a identificat una dintre aceste conexiuni: o proiecție neuronală care leagă regiunea CA1 a hemisferei drepte de subiculumul hemisferei stângi. Pentru a face acest lucru, cercetătorii au folosit tehnici de trasare neuronală care le permit să urmărească calea conexiunilor între neuroni. „Acest circuit acționează ca un pod între cele două regiuni și permite integrarea informațiilor necesare pentru a naviga și a aminti locurile lucrurilor”, spune Noelia Sofía de León Reyes, primul autor al studiului.
Pentru a testa funcția acestui circuit, cercetătorii au folosit instrumente optogenetice, care permit controlul activității neuronilor specifici cu ajutorul luminii. Astfel, au putut bloca selectiv această conexiune la șoareci și au observat efectele asupra comportamentului.
Rezultatele arată că, atunci când această comunicare interhemisferică este perturbată, șoarecii au dificultăți în a-și aminti locația obiectelor și în a lua decizii în sarcini care necesită memorie spațială. Totuși, alte funcții, cum ar fi anxietatea sau recunoașterea obiectelor, rămân intacte. „Aceasta indică faptul că această conexiune nu este doar structurală, ci are un rol foarte specific în memoria spațială”, adaugă Leroy.
Echipa a studiat, de asemenea, această conexiune la un model de șoarece care poartă o alterație genetică echivalentă cu ștergerea 22q11.2, o condiție umană care crește semnificativ riscul de a dezvolta schizofrenie și alte tulburări neuropsihiatrici. La acești animale, cercetătorii au observat atât deficite în memoria spațială, cât și o reducere a conexiunilor hippocampale interhemisferice. În plus, deși alterația este prezentă în ambele sexe, masculii au arătat deficite mai pronunțate în unele teste.
„Am observat că atunci când acest circuit este alterat, capacitatea de a naviga și a aminti este, de asemenea, afectată. Aceasta sugerează că deconectarea interhemisferică ar putea contribui la problemele cognitive în tulburările psihiatrice”, explică De León Reyes. Rezultatele oferă o nouă piesă a puzzle-ului pentru a înțelege cum creierul integrează informații între hemisfere și cum disfuncția sa poate duce la deficite cognitive.
În plus, autorii menționează că această descoperire ar putea avea implicații clinice pe termen lung. „Aceste tipuri de conexiuni ar putea fi studiate la oameni folosind tehnici de neuroimagistică, cum ar fi tractografia, combinate cu teste cognitive”, notează Leroy. „Pe termen lung, aceasta ar putea contribui la dezvoltarea unor strategii noi pentru detectarea alterărilor cerebrale asociate cu tulburări precum schizofrenia”.
Lucrarea combină diferite abordări experimentale la șoareci pentru a identifica și analiza acest circuit cerebral. Studiul a implicat colaborarea cu laboratorul Martei Nieto de la Centrul Național Spaniol pentru Biotehnologie (CNB-CSIC). În timp ce își desfășura doctoratul în laboratorul lui Nieto, Noelia Sofía de León Reyes a început să lucreze pe conexiuni interhemisferice hippocampale și a adunat rezultate preliminare. Studiul a inclus, de asemenea, contribuția lui Joseph A. Gogos de la Universitatea Columbia (Statele Unite), care a creat modelul de șoarece Df16(A) al microștergerii 22q11, și a încorporat utilizarea de instrumente virale pentru manipularea analizei circuitelor neuronale cu participarea expertului Cristina García Frigola de la IN CSIC-UMH.
