Descoperirea unui comutator de memorie în creier deschide noi direcții pentru terapiile demenței
Cercetătorii de la KAIST au identificat, pentru prima dată la nivel mondial, existența unui „comutator neural” în creier care recuperează selectiv cele mai recente amintiri.
Studiul dezvăluie principiul prin care creierul selectează informațiile necesare dintre amintirile trecute și cele noi, oferind perspective noi pentru viitoare tratamente împotriva declinului memoriei și a flexibilității cognitive reduse.
KAIST a anunțat pe 17 mai că o echipă de cercetare condusă de profesorul Jin-Hee Han, din cadrul Departamentului de Științe Biologice, a descoperit, pentru prima dată la nivel mondial, o cale neurală specifică care conectează septumul medial (MS), o regiune a creierului ce reglează memoria și învățarea, și cortexul entorhinal medial (MEC), o zonă legată de hipocamp care procesează informațiile referitoare la memorie. Această cale neurală face comutarea între amintirile trecute și cele recente, având un rol cheie în selectarea informațiilor actualizate, adecvate situației.
În fiecare zi, ne actualizăm amintirile prin intermediul experiențelor noi. De exemplu, dacă restaurantul pe care l-am vizitat astăzi a fost mai satisfăcător decât cel de ieri, creierul modifică amintirea existentă pentru a reflecta noua informație. Astfel, capacitatea de a selecta informațiile necesare dintre amintirile anterioare și cele recente este esențială pentru funcții cognitive superioare precum luarea deciziilor, rezolvarea problemelor, predicția viitorului și raționamentul logic. Totuși, principiul prin care creierul distinge și comută între amintiri a rămas mult timp necunoscut.
Echipa de cercetare s-a concentrat pe septumul medial, situat adânc în creier. Această regiune reglează ritmurile de activitate ale hipocampului și acționează ca un „dirijor” care ajută creierul să stocheze și să recupereze eficient informațiile.
Studiul a constatat că atunci când neuroni specifici din septumul medial trimit semnale către cortexul entorhinal medial, creierul este capabil să-și amintească mai bine informațiile recente. Pe de altă parte, atunci când echipa de cercetare a blocat artificial această cale neurală folosind lumină, animalele experimentale nu au putut utiliza informațiile recente și au acționat conform unor tipare din trecut. Activitatea neurală din hipocamp, care joacă un rol important în reprezentarea memoriei, a revenit, de asemenea, la un stadiu anterior. Acest lucru demonstrează că circuitul acționează ca un „comutator neural” care selectează cele mai recente informații necesare pentru situația curentă dintre multiple amintiri.
Echipa de cercetare a analizat, de asemenea, performanța memoriei în funcție de stările de activitate ale creierului. Creierul nostru comută repetat între o „stare online” (unde se activează undele theta, specifice procesului de învățare și concentrare) și o „stare offline” (unde se manifestă undele delta, lente, care apar în timpul somnului sau al odihnei), care reprezintă o stare de repaus.
Analiza a arătat că menținerea unei stări online mai îndelungate îmbunătățește recuperarea amintirilor recente, în timp ce comutarea frecventă între stările online și offline reduce semnificativ capacitatea de recuperare a memoriei. Aceasta sugerează că anumite ritmuri și stări cerebrale sunt indicatori neurobiologici importanți care determină eficiența recuperării memoriei.
Acest studiu este semnificativ prin faptul că a identificat mecanismul prin care creierul reflectă flexibil informațiile noi, menținând în același timp amintirile trecute. Echipa de cercetare speră că această descoperire ar putea conduce la dezvoltarea unor noi tehnologii terapeutice pentru a îmbunătăți declinul memoriei și reducerea flexibilității cognitive la pacienții cu boli degenerative ale creierului, cum ar fi demența și boala Alzheimer.
„Acest studiu prezintă o nouă paradigmă pentru înțelegerea principiului prin care creierul nostru organizează și utilizează numeroasele experiențe într-o ordine cronologică”, a adăugat profesorul Jin-Hee Han. „Anterior, recuperarea memoriei era înțeleasă simplu ca redarea urmărilor stocate, dar prin acest studiu am demonstrat că creierul dispune de un sistem de reglementare care selectează activ informațiile recente dintre amintirile concurente.”
Studiul a fost realizat cu participarea lui Mujun Kim, studenți doctorali Boin Suh, Sunhoi So, Jung Wook Choi, Jaemin Hwang și Juhee Park și a fost publicat pe 29 aprilie în Nature Neuroscience, o revistă internațională de prestigiu în domeniul neuroștiinței.
Cercetarea a fost susținută de Programul de Cercetare pe Termen Mediu (Fondul Național de Cercetare din Coreea), Fundația Samsung pentru Știință și Tehnologie și Programul de Bursă Jang Young Sil de la KAIST.
