Nauka » Biologia » Antropologia » Nauki o zachowaniu i mózgu » Neuronauka
Pamięć się poprawia, kiedy neurony odpalają w młodocianym otoczeniu Autor tekstu: Ed Yong
Tłumaczenie: Marta Wierzbicka
Z wiekiem nasza pamięć zaczyna
zawodzić. Objawy tej niemocy są oczywiste — od gubienia kluczy domowych po
ogólne zagubienie i dezorientację. Wiele z tych problemów bierze się z niewydolności
pamięci roboczej — umiejętności utrzymania w pamięci fragmentów
informacji, blokowania rozpraszających sygnałów i skupienia się na celach. Grupa amerykańskich
naukowców odkryła jedną z przyczyn tej
niewydolności i potencjalną możliwość odwrócenia jego skutków.
Nasza pamięć robocza zależy od obszaru zwanego korą przedczołową, znajdującą się na samym
przedzie mózgu.
Kora przedczołowa ma sieć komórek nerwowych zwanych neuronami piramidalnymi,
które są ze sobą połączone i nawzajem pobudzają się i ekscytują
wzajemnie — jak neurologiczna wersja
tweetera. Ta wzajemna stymulacja jest kluczowa
dla naszej pamięci roboczej. Z wiekiem aktywność neuronów
piramidalnych słabnie i informacje łatwiej umykają z naszej pamięci.
Spadek ten nie jest jednak winą samych neuronów. Prowadząc badania
na małpach Min
Wang z Uniwersytetu Medycznego w Yale odkrył, że z wiekiem
zmienia się również środowisko otaczające neurony. Poprzez odbudowanie tego otoczenia w młodszej formie udało mu się złagodzić niektóre związane z wiekiem
problemy pamięci roboczej.
Wang pracował z małpami, ponieważ, podobnie jak ludzie, mają one
bardzo rozwiniętą korę przedczołową. Kiedy zbliżają się do wieku średniego,
ich pamięć robocza zaczyna słabnąć,
jednak w przeciwieństwie do nas nie cierpią na demencję. Kiedy wiekowa małpa
zaczyna się zachowywać dziwnie, możemy być niemal pewni, że jest to
przejaw zwykłych procesów starzenia, a nie ukryty przypadek
alzheimera.
Wang ćwiczył małpy w różnym wieku, aby zapamiętały położenie
obiektu znajdującego się na ekranie. Obiekt pojawiał się na krótko w przypadkowym miejscu. Po 2.5 sekundach małpa miała zwrócić wzrok w kierunku
miejsca,
gdzie pokazał się obiekt, aby dostać smakowitą nagrodę. W tym czasie Wang
rejestrował aktywność ich neuronów w korze przedczołowej.
Tylko kilka neuronów uaktywniło się, kiedy
małpa zauważała obiekt, jednak inne odpalały przez
całe 2,5 sekundy. To rodzaj aktywności typowy dla pamięci roboczej — te
„działające z opóźnieniem neurony" ciągle odpalają podczas gdy małpa
utrzymuje położenie obiektu w pamięci . Neurony miały nawet preferowany
kierunek — były bardzo aktywne, gdy obiekty znajdowały się w określonych
położeniach, i nie wykazywały aktywności, gdy znajdowały się w innym
miejscu.
Wang odkrył, że kiedy małpy osiągają wiek średni lub starczy, ich
działające z opóźnieniem neurony wykazują mniejszą aktywność i są mniej
wrażliwe na konkretny kierunek. W rezultacie rzadko zdobywały nagrodę.
Porównując, neurony, które uaktywniały się, kiedy obiekt pojawiał się
pierwotnie, 'neurony sygnalizujące' aktywowały się w równym stopniu u małp
starych, jak i młodych. Również stare małpy reagowały na pojawienie się
obiektu, nie mogły jednak tego zapamiętać.
Jest prawdopodobnie wiele powodów słabnięcia neuronów
działających z opóźnieniem, Wang skupił się jednak na jednym. Z wiekiem neurony w korze przedczołowej stają się otoczone przez więcej cAMP — wielozadaniowej molekuły, która roznosi sygnały w całym ciele. Ta zmiana
osłabia neurony piramidalne — cAMP otwiera bramki neuronów wypuszczając jony
potasu i ucisza odpalanie komórek.
Manewrując poziomem cAMP Wang odkrył, że można
przyspieszyć lub
opóźnić starzenie się neuronów działających z opóźnieniem . Kiedy
wstrzykiwał lek guanfacynę, który blokuje efekty cAMP, neurony odzyskiwały swoją młodzieńczą
werwę. Kiedy Wang wstrzykiwał etazolat, środek wzmacniający efekt cAMP,
wyciszał neurony działające z opóźnieniem jeszcze bardziej.
Pokazuje to, że neurony
działające z opóźnieniem u starych małp nie słabną z powodu problemów w samych komórkach.
Chodzi o środowisko. Kiedy Wang zneutralizował wzrost
liczby cAMP, neurony zachowywały się jak te u młodych małp. To niezwykłe,
ponieważ oznacza, że niektóre starcze problemy z pamięcią są potencjalnie odwracalne .
Czy guanfacyna jest
odpowiednim środkiem do tego celu? Za wcześnie na takie stwierdzenie. Jest ona
używana do leczenia stanów utraty kontroli psychicznej łącznie z zespołem
nadpobudliwości psychoruchowej z deficytem uwagi, syndromu tourette’a i niektórych problemów behawioralnych związanych z autyzmem. „Odkryliśmy, że
guanfacyna poprawia samokontrolę wśród młodych dorosłych, za co również
jest odpowiedzialna kora
przedczołowa" — mówi Amy Arnsten, która prowadziła nowe badania
Wanga. „Obecnie jest testowana na ludziach, którzy pragną rzucić palenie,
lub walczą z nadużywaniem innych substancji i wydaje się przynosić
pozytywne rezultaty."
Istnieją również dowody, że guanfacyna może poprawić pamięć
roboczą wśród starych zwierząt. Na podstawie tych badań przeprowadzane są testy kliniczne, które
mają sprawdzić, czy możliwa jest poprawa pamięci roboczej u osób starszych.
Badania powinny się zakończyć w sierpniu 2011 roku, ale to raczej optymistyczny
termin — Arnsten mówi, że wciąż prowadzi nabór chętnych. Christopher
van Dyck, który prowadzi eksperyment mówi:
„podstawowe rezultaty mówią same same
za siebie i jesteśmy bardzo ciekawi, czy zadziała to również na ludziach.
Zaburzenia sprawności kory przedczołowej odciskają piętno
na wielu starszych osobach i jak dotąd nie udało się znaleźć skutecznego
sposobu leczenia tego problemu".
Póki co, interesujące jest to, że możemy (przynajmniej częściowo)
odmłodzić środowisko mózgu. Implikacje odwrócenia problemów z pamięcią w wieku starszym są oczywiste, szczególnie w naszym szybko starzejącym się społeczeństwie.
„Mam nadzieję, że będzie to szczególnie pomocne
dla starszych opiekunów, zmagających się ze stresem opieki nad chorym
małżonkiem" — mówi Arnsten.
Dlaczego jednak zmienia się środowisko mózgu? Nowe badanie zmusiło
mnie do zastanowienia, czy sztuczna zmiana tego środowiska przyniesie jakieś niechciane efekty
uboczne? Czy jest jakiś powód, dla którego z wiekiem rośnie
poziom cAMP? Arnsten chce poszukać
odpowiedzi na to pytanie . „To skłania do myślenia. Mógł być w historii
ludzkości okres, kiedy było to prawdą, ale wydaje mi się, że w kulturze współczesnej
służy izolacji i czyni nas bardziej uzależnionymi od innych."
Źródło: Wang, Gamo, Yang, Jin, Wang,
Laubach, Mazer & Lee. 2011. Neuronal basis of age-related working memory
decline. Nature http://dx.doi.org/10.1038/nature10243
Tekst oryginału
Not
Exactly Rocket Science/Discover, 27 lipca 2011r.
« Neuronauka (Publikacja: 31-08-2011 )
Wszelkie prawa zastrzeżone. Prawa autorskie tego tekstu należą do autora i/lub serwisu Racjonalista.pl.
Żadna część tego tekstu nie może być przedrukowywana, reprodukowana ani wykorzystywana w jakiejkolwiek formie,
bez zgody właściciela praw autorskich. Wszelkie naruszenia praw autorskich podlegają sankcjom przewidzianym w
kodeksie karnym i ustawie o prawie autorskim i prawach pokrewnych.str. 2182 |