Naukowcy z Instytutu Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego Polskiej Akademii Nauk oraz z Interdyscyplinarnego Centrum Modelowania Matematycznego i Komputerowego Uniwersytetu Warszawskiego ustalili, jak mózg organizuje i utrwala wspomnienia związane z nagrodą. Uzyskane wyniki mogą znaleźć zastosowanie w badaniach nad uzależnieniami.
Tworzenie wspomnień jest zjawiskiem złożonym i wieloskalowym, szczególnie gdy wiąże się z integracją informacji z różnych części mózgu. Naukowcy z IBD PAN im. M. Nenckiego oraz ICM UW odkryli, jak mózg organizuje i utrwala wspomnienia związane z nagrodą. W eksperymentach z udziałem gryzoni wykazali, że podczas procesu tzw. konsolidacji, aktywność konkretnych grup neuronów staje się bardziej wyspecjalizowana, co stanowi mechanizm dojrzewania pamięci.
Rezultaty oraz opis badań ukazał się na łamach pisma „Molecular Psychiatry” (DOI: 10.1038/s41380-024-02738-8).
Pamięć
Naukowcy w eksperymentach na szczurach zwizualizowali i zmierzyli niezależnie aktywację genów związanych z uczeniem w ponad 2 milionach neuronów w 14 strukturach mózgu, na podstawie zbioru prawie 8 TB zdjęć mikroskopowych. W swoich analizach zastosowali zaawansowane metody obliczeniowe i uczenie maszynowe. To pozwoliło uchwycić mechanizmy dojrzewania pamięci, a zwłaszcza proces przenoszenia informacji do coraz to mniejszych, ale wyspecjalizowanych populacji neuronów.
Badacze wykazali również, że wspomnienia związane z podążaniem za przyjemnością są budowane dzięki współpracy struktur odpowiedzialnych zarówno za pamięć przestrzenną i nawigację, jak i za stany emocjonalne. Znając lokalizację tych wspomnień, można je modyfikować, a nawet wygaszać z użyciem celowanych interwencji łączących manipulacje genetyczne i farmakologiczne.
Uzależnienia
„Dane zebrane z całej populacji pokazały, że ekspresja pamięci w zachowaniu jest w dużym stopniu zależna od indywidualnych cech i zmienności. Innymi słowy, każdy z nas zapamiętuje przyjemne wydarzenia nieco inaczej: dla niektórych ważniejsze są emocje, dla innych fakty i detale. Ukazanie tego zróżnicowania dowodzi, że to właśnie badania molekularne pozwalają na skuteczną analizę mechanizmów pamięci, co daje im przewagę jakościową nad eksperymentami czysto behawioralnymi i farmakologicznymi” – czytamy w komunikacie opublikowanym na stronach internetowych Uniwersytetu Warszawskiego.
Rezultaty prac mogą mieć praktyczne znaczenie dla badań nad uzależnieniami, gdzie wspomnienia przyjemnej nagrody i chęć dążenia do niej przybierają patologiczną formę. Ukazują także ogromną skalę neuroróżnorodności oraz to, że mechanizmy pamięci należy modelować z uwzględnieniem indywidualnych różnic.
Źródło: Interdyscyplinarne Centrum Modelowania Matematycznego i Komputerowego Uniwersytetu Warszawskiego, fot. Flickr/ Dj/ CC BY-SA
