Πρόσθετος μηχανισμός προστασίας της μνήμης βρέθηκε στον εγκέφαλο

Τον μηχανισμό στον εγκέφαλο που προκαλεί απώλεια μνήμης όσο μεγαλώνουμε, ανακάλυψαν νευροεπιστήμονες στο Πανεπιστήμιο Johns Hopkins σε πειράματα σε αρουραίους.

Η σχετική μελέτη δημοσιεύτηκε στο Current Biology, αναδεικνύει τον τρόπο με τον οποίο λειτουργεί ο εγκέφαλος στην πορεία της γήρανσης και εμβαθύνει τη γνώση μας σε ότι αφορά την νόσο Αλτζχάιμερ και άλλα είδη άνοιας που πλήττουν τους ανθρώπους.

Ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, καθηγητής στο Ινστιτούτο Εγκεφάλου Zanvyl Krieger του πανεπιστημίου Τζέιμς Κνίεριμ επεσήμανε ότι οι ερευνητικές προσπάθειες αφορούν στην κατανόηση της μνήμης συνολικά, αλλά και γιατί ο ιππόκαμπος του εγκεφάλου είναι τόσο κρίσιμος για αυτήν. Πρόσθεσε πως σε πολλές διαταραχές μνήμης, «κάτι δεν πάει καλά στο συγκεκριμένο σημείο».

Οι νευροεπιστήμονες γνωρίζουν ότι οι νευρώνες στον ιππόκαμπο, ο οποίος βρίσκεται βαθιά μέσα στον κροταφικό λοβό του εγκεφάλου, είναι υπεύθυνοι για τις συμπληρωματικές λειτουργίες μνήμης που ονομάζεται «διαχωρισμός προτύπων» και «ολοκλήρωση προτύπων». Αυτές οι λειτουργίες συμβαίνουν σε μια κλιμακωτή μικροσκοπική περιοχή του ιππόκαμπου που ονομάζεται CA3.

Όταν χάνεται η ισορροπία στις λειτουργίες αυτές, η μνήμη εξασθενεί, το άτομο αρχίζει να ξεχνά ή να επαναλαμβάνεται. Η ομάδα του Johns Hopkins ανακάλυψε πως καθώς ο εγκέφαλος γερνά, αυτή η ανισορροπία μπορεί να προκληθεί από την εξαφάνιση της κλιμάκωσης στην CA3. Τότε, η λειτουργία του διαχωρισμού μοτίβων εξαφανίζεται και η λειτουργία ολοκλήρωσης μοτίβου επικρατεί.

Οι νευρώνες που είναι υπεύθυνοι για τον διαχωρισμό προτύπων εντοπίζονται συνήθως στην εγγύς περιοχή της περιοχής CA3, ενώ αυτοί που είναι υπεύθυνοι για την ολοκλήρωση του προτύπου επικρατούν στην περιφερική περιοχή, εξήγησε η επικεφαλής συγγραφέας Χικυουνγκ Λι, βοηθός ερευνητής στο Ινστιτούτο Εγκεφάλου, σημειώνοντας πως η νευρική δραστηριότητα στην εγγύς περιοχή γίνεται υπερδραστήρια και η αλληλεπίδραση μεταξύ των δύο περιοχών δεν είναι πλέον φυσιολογική, επιτρέποντας στην ολοκλήρωση προτύπων να κυριαρχήσουν.

Στους κανονικούς εγκεφάλους, ο διαχωρισμός μοτίβων και η ολοκλήρωση προτύπων λειτουργούν παράλληλα, ταξινομώντας και ερμηνεύοντας ότι ο άνθρωπος αντιλαμβάνεται και δημιουργεί εμπειρία από το κάθε περιστατικό, από τα πιο βασικά ως τα πιο περίπλοκα ζητήματα.

Για παράδειγμα, αν επισκεφτείτε ένα εστιατόριο με την οικογένειά σας και ένα μήνα αργότερα επισκεφτείτε το ίδιο εστιατόριο με φίλους, θα πρέπει να μπορείτε να αναγνωρίσετε ότι ήταν το ίδιο εστιατόριο, παρόλο που ορισμένες λεπτομέρειες έχουν αλλάξει—αυτό είναι το μοτίβο ολοκλήρωσης. Θα πρέπει επίσης να θυμάστε ποια συνομιλία έγινε πότε, ώστε να μην μπερδεύετε τις εμπειρίες από τα δύο διακριτά περιστατικά – αυτός είναι ο διαχωρισμός προτύπων.

Όταν ο διαχωρισμός μοτίβων εξαφανίζεται, το μοτίβο ολοκλήρωσης υπερισχύει. Με τον εγκέφαλο να εστιάζει στην κοινή εμπειρία του εστιατορίου, αν εξαιρεθούν οι λεπτομέρειες στις δύο ξεχωριστές επισκέψεις, μπορεί να θυμηθείτε τη συζήτηση π.χ. για ένα ταξίδι στην Ιταλία που έγινε στη διάρκεια μιας επίσκεψης, αλλά να κάνετε λάθος στο ποιος το έλεγε. «Όλοι κάνουμε αυτά τα λάθη, απλά τείνουν να χειροτερεύουν όσο γερνάμε», είπε ο Κνίεριμ.

Σε πειράματα οι ερευνητές έκαναν σύγκριση μεταξύ νέων αρουραίων και με μεγαλύτερης ηλικίας αρουραίους που η μνήμη τους δεν είχε εξασθενήσει, αλλά και με μεγαλύτερης ηλικίας αρουραίους, με εξασθενημένη μνήμη. Και στις τρεις κατηγορίες τρωκτικών, ανατέθηκαν εργασίες σε έναν λαβύρινθο με νερό, για να μετρηθεί η μνήμη τους. Τις εντολές, εκτέλεσαν τόσο οι νεαροί αρουραίοι, όσο και οι μεγαλύτερης ηλικίας που όμως δεν εμφάνιζαν απώλειες μνήμης.

Οι τελευταίοι όμως, διαπιστώθηκε ότι είχαν ήδη αρχίσει να έχουν απώλειες στον ιππόκαμπο στον διαχωρισμό προτύπων προς όφελος της ολοκλήρωσης προτύπων, έστω κι αν οι απώλειες δεν αποτυπώνονταν στην συμπεριφορά των μεγαλύτερων αρουραίων που είχαν περάσει το τεστ.

Η διαπίστωση αυτή, οδήγησε τους επιστήμονες να καταλήξουν ότι κάτι επέτρεπε στους μεγαλύτερης ηλικίας αρουραίους να αντισταθμίζουν το έλλειμμα.

Η ίδια διαπίστωση ισχύει και για τους ανθρώπους που παραμένουν απροσδόκητα οξυδερκείς μέχρι τα βαθιά τους γεράματα, σημειώνουν οι ερευνητές. Έτσι, εντοπίζοντας τον μηχανισμό απώλειας μνήμης θα μπορούσαν να τεθούν οι βάσεις για να μάθουμε τι είναι αυτό που αποτρέπει την εξασθένηση της μνήμης σε ορισμένους ανθρώπους και επομένως πώς να αποτρέψει ή να καθυστερήσει τη γνωσιακή έκπτωση στους ηλικιωμένους.

«Εάν μπορέσουμε να κατανοήσουμε καλύτερα ποιοι είναι αυτοί οι αντισταθμιστικοί μηχανισμοί, τότε ίσως μπορέσουμε να βοηθήσουμε στην πρόληψη της γνωσιακής έκπτωσης με τη γήρανση», είπε ο Κνίεριμ και συνέχισε: «Διαφορετικά, αν δεν μπορούμε να το σταματήσουμε, ίσως μπορούμε να ενισχύσουμε άλλα μέρη του εγκεφάλου για να αντισταθμίσουμε τις απώλειες που συμβαίνουν».

Άλλοι ανώτεροι συγγραφείς της εργασίας ήταν η Μικέλα Γκάλαχερ, Καθηγήτρια Ψυχολογίας και Νευροεπιστήμης στο Krieger-Eisenhower του Johns Hopkins και ο Σκοτ Ζεγκερ, καθηγητής βιοστατιστικής στο Bloomberg School of Public Health του Johns Hopkins. Το εργαστήριο της Γκάλαχερ έδειξε προηγουμένως ότι το φάρμακο κατά της επιληψίας Levetiracetam βελτιώνει την απόδοση της μνήμης μειώνοντας την υπερκινητικότητα στον ιππόκαμπο. Έτσι, η Λι εικάζει ότι αυτές οι νέες, πιο συγκεκριμένες πληροφορίες για τον τρόπο με τον οποίο εμφανίζεται η εξασθένηση της μνήμης μπορεί να επιτρέψει στους επιστήμονες να στοχεύουν καλύτερα σε τέτοια φάρμακα που στο μέλλον θα αντιμετωπίζουν αυτά τα ελλείμματα. «Θα μας έδινε καλύτερο έλεγχο για το πού θα μπορούσαμε ενδεχομένως να στοχεύσουμε τα ελλείμματα που βλέπουμε», είπε.