W jaki sposób mózg organizuje i utrwala wspomnienia związane z nagrodą – ustalili to naukowcy z Instytutu Biologii Doświadczalnej0 im. M. Nenckiego PAN oraz Interdyscyplinarnego Centrum Modelowania Matematycznego i Komputerowego Uniwersytetu Warszawskiego. Uzyskane przez nich wyniki mają praktyczne znaczenie dla badań nad uzależnieniami.
Naukowcy odkryli, jak mózg organizuje i utrwala wspomnienia związane z nagrodą. Badania na szczurach wykazały, że podczas procesu tzw. konsolidacji aktywność konkretnych grup neuronów staje się bardziej wyspecjalizowana, co stanowi mechanizm dojrzewania pamięci.
W eksperymencie zwizualizowano i zmierzono niezależnie aktywację genów związanych z uczeniem w ponad 2 milionach neuronów w 14 strukturach mózgu, na podstawie zbioru prawie 8 TB zdjęć mikroskopowych. W analizie zastosowano zaawansowane metody obliczeniowe i uczenie maszynowe. Wyniki pozwoliły uchwycić dojrzewanie pamięci, w szczególności proces przenoszenia informacji do coraz to mniejszych, ale wyspecjalizowanych populacji neuronów.
Pokazano także, że wspomnienia związane z podążaniem za przyjemnością są budowane dzięki współpracy struktur odpowiedzialnych zarówno za pamięć przestrzenną i nawigację, jak i za stany emocjonalne. Poznawszy dokładną lokalizację tych wspomnień, można je modyfikować, a nawet wygaszać z użyciem celowanych interwencji łączących manipulacje genetyczne i farmakologiczne.
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.
Uzyskane wyniki mają praktyczne znaczenie dla badań nad uzależnieniami, czyli stanami, w których wspomnienie przyjemnej nagrody i chęć dążenia do niej przybierają formę patologiczną. Ukazują także ogromną skalę neuroróżnorodności w populacjach biologicznych.
Badania realizowane przez naukowców z Instytutu Biologii Doświadczalnej0 im. M. Nenckiego PAN oraz Interdyscyplinarnego Centrum Modelowania Matematycznego i Komputerowego Uniwersytetu Warszawskiego zaprezentowano na łamach prestiżowego czasopisma Molecular Psychiatry.
źródło: ICM UW