Η αποθήκευση βραχυπρόθεσμης μνήμης, περιλαμβάνει μακρινά μέρη του εγκεφάλου

Μια νέα μελέτη η οποία δημοσιεύθηκε στην επιστημονική επιθεώρηση Nature, δείχνει ότι ο σχηματισμός μιας βραχυπρόθεσμης μνήμης είναι αποτέλεσμα της δράσης μακρινών μερών του εγκεφάλου.

Σε μελέτες με ποντίκια, οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι για να διατηρηθούν ορισμένες βραχυπρόθεσμες μνήμες, ο φλοιός του εγκεφάλου, το εξωτερικό στρώμα ιστού που θεωρείται υπεύθυνο για τη δημιουργία των περισσότερων σκέψεων και ενεργειών, βασίζεται σε συνδέσεις με μια μικρή περιοχή στο κέντρο του εγκεφάλου που ονομάζεται θάλαμος.

Ο θάλαμος είναι περισσότερο γνωστός ως κέντρο αναμετάδοσης, ο οποίος διαβιβάζει τις εισερχόμενες αισθητικές πληροφορίες σε άλλα μέρη του εγκεφάλου για επεξεργασία. Αλλά κλινικά ευρήματα έδειξαν ότι ορισμένα τμήματα του θαλάμου μπορεί επίσης να διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στη συνείδηση ​​και τη γνωστική λειτουργία.

“Η ανακάλυψη ότι ο θάλαμος είναι απαραίτητος για την βραχυπρόθεσμη αποθήκευση πληροφοριών, έτσι ώστε τα ζώα να μπορούν να ενεργήσουν σε μια προηγούμενη εμπειρία, αποδεικνύει ότι η περιοχή έχει ισχυρή επίδραση στη λειτουργία του φλοιού”, αναφέρουν οι ερευνητές στη μελέτη τους.

Όταν σχηματίζεται μνήμη στον εγκέφαλο, η δραστηριότητα στα κύτταρα που αποθηκεύουν τις πληροφορίες, αλλάζει κατά τη για τη διάρκεια της μνήμης. Δεδομένου ότι οι μεμονωμένοι νευρώνες δεν μπορούν να παραμείνουν ενεργοί για περισσότερο από λίγα χιλιοστά του δευτερολέπτου από μόνοι τους, ομάδες κυττάρων συνεργάζονται για την αποθήκευση των πληροφοριών. Οι νευρώνες που σηματοδοτούν μπρος πίσω, μπορούν να διατηρούν τη δραστηριότητα των άλλων για τα δευτερόλεπτα που χρειάζεται για την αποθήκευση μίας βραχυπρόθεσμης μνήμης.

Οι ερευνητές θέλησαν να κατανοήσουν ακριβώς πώς αυτές οι μνήμες σχηματίζονται και συντηρούνται, συμπεριλαμβανομένου του που στον εγκέφαλο αποθηκεύονται. Σε μια προηγούμενη τους μελέτη, η ερευνητική ομάδα διαπίστωσε ότι σε ποντίκια, μια περιοχή του φλοιού που ονομάζεται πρόσθιος πλευρικός κινητικός φλοιός (ALM) είναι κρίσιμη για την βραχυπρόθεσμη μνήμη.

Η δραστηριότητα σε αυτόν τον τομέα είναι απαραίτητη για την εκτέλεση από τα ποντίκια, μιας εργασίας που σχετίζεται με την μνήμη, στην οποία βιώνουν ένα αισθητήριο ερέθισμα, το οποίο πρέπει να θυμούνται για μερικά δευτερόλεπτα προτού τους δοθεί η ευκαιρία να ενεργήσουν με βάση το ερέθισμα και να κερδίσουν ανταμοιβή.

Οι ερευνητές στη συνέχεια θέλησαν να κατανοήσουν εάν η ALM αποθηκεύει αυτές τις μνήμες από μόνη της ή αν άλλα μέρη του εγκεφάλου δουλεύουν σε συνεννόηση με την ALM για να αποθηκεύουν μνήμες. Το ALM συνδέεται με πολλές άλλες περιοχές του εγκεφάλου μέσω συνδέσεων μεγάλης εμβέλειας. Το επόμενο βήμα ήταν να διερευνηθεί κατά πόσον κάποιες από τις επικοινωνίες μεγάλης εμβέλειας της περιοχής ήταν σημαντικές για την αποθήκευση μνήμης.

Οι ερευνητές εξέτασαν αυτές τις συνδέσεις μία προς μία, αξιολογώντας εάν η απενεργοποίηση των νευρώνων σε διάφορες περιοχές του εγκεφάλου παρεμβαίνει στη δραστηριότητα που σχετίζεται με τη μνήμη της ALM και επηρεάζει την ικανότητα των ζώων να θυμούνται τα ερεθίσματά τους.

Τα αποτελέσματα ήταν σαφή: “Ο μόνος παίκτης που διέλυσε τη μνήμη ήταν ο θάλαμος”, αναφέρουν οι ερευνητές στη μελέτη τους. “Και ήταν ένα απίστευτα δραματικό αποτέλεσμα. Εάν απενεργοποιηθούν αυτοί οι θαλαμικοί νευρώνες, η δραστηριότητα και οι βραχυπρόθεσμες μνήμες εξαφανίζονται τελείως στον φλοιό”.

Σε περαιτέρω πειράματα, η ομάδα ανακάλυψε ότι οι πληροφορίες ρέουν αμφότεροι μεταξύ του θαλάμου και του τμήματος ALM του φλοιού. Τα ευρήματα υπογραμμίζουν την λειτουργική σημασία των συνδέσεων μεταξύ των μακρινών τμημάτων του εγκεφάλου, οι οποίες συχνά παραμελούνται, καθώς οι νευροεπιστήμονες εστιάζουν την προσοχή τους στη δραστηριότητα εντός συγκεκριμένων περιοχών.

“Είναι απροσδόκητο ότι αυτές οι βραχυπρόθεσμες μνήμες διατηρούνται σε ένα θαλαμοφλοιοτικό βρόγχο. Αυτό μας λέει ότι αυτές οι μνήμες είναι ευρέως κατανεμημένες στον εγκέφαλο”, αναφέρουν επίσης οι ερευνητές.

Παραπομπές

Zengcai V. Guo, Hidehiko K. Inagaki, Kayvon Daie, Shaul Druckmann, Charles R. Gerfen, Karel Svoboda. Maintenance of persistent activity in a frontal thalamocortical loop. Nature (2017). DOI: 10.1038/nature22324

 

ΑΝΔΡΕΑΣ ΓΡΗΓΟΡΙΟΥ

Παιδί της επιστήμης και της τεχνολογίας, παρέα με ένα γάτο κοιτάζει το σύμπαν και θέτει ερωτήσεις

You may also like...

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *