В мозгу млекопитающих находится сложная сеть структур, поддерживающих память, и небольшая область, называемая передним таламусом, является важной частью этой системы. Повреждение маммиллоталамического тракта (МТТ) - важного звена для этого узла - может вызвать потерю памяти у пациентов, перенесших инсульт, который в настоящее время считается необратимым. В их новом исследовании, опубликованном в журнале Current Research in Neurobiologyисследователи из университетов Кентербери и Отаго в Новой Зеландии и Оксфордского университета в Великобритании теперь показывают, что стимуляция переднего таламуса увеличивает связанную с памятью активность мозга и восстанавливает функцию памяти у крыс с поражениями МТТ. Их результаты показывают, что терапия, включающая целенаправленную стимуляцию переднего таламуса, может помочь в восстановлении памяти у пациентов с травмой головного мозга, пишет medicalxpress.com.
Профессор Джон С. Далримпл-Алфорд, всемирно известный эксперт по исследованию переднего таламуса и ведущий исследователь исследования, объясняет: «Конечная цель многих нейробиологов, включая нашу команду, - восстановление« утраченных »функций мозга, одним из которых является память . Потеря памяти может быть вызвана повреждением одной или нескольких ключевых точек в системе распределенной памяти. Такое повреждение возникает при нескольких неврологических состояниях - остром травме головного мозга, например, при инсульте, и при деменции - и влияет на качество жизни пациентов.
«Учитывая сложность мозга, нам еще предстоит полностью понять, вызваны ли нарушения памяти необратимой потерей тканей или дисфункциями в более широкой сети мозга. С помощью этого исследования мы хотели пролить свет на последнее и понять, действительно ли потеря памяти функция, которая, казалось бы, ушла навсегда, могла быть восстановлена".
Чтобы проверить свою гипотезу, команда профессора Далримпла-Алфорда сначала смоделировала потерю памяти у крыс, вызвав у этих животных повреждения MTT, учитывая связь между повреждением MTT и потерей памяти у людей. Впоследствии они проверили влияние этих повреждений на пространственную память - информацию, необходимую для запоминания различных мест - с помощью теста лабиринта с радиальным плечом (RAM). Их наблюдения показали, что поражения MTT влияли на способность крыс находить пищевые гранулы в RAM, указывая на плохую рабочую память и развитие амнезиаподобного синдрома.
Затем исследователи проверили, можно ли восстановить рабочую память у крыс с поражениями МТТ. Основываясь на предыдущих доказательствах участия переднего таламуса в поддержке памяти и сильной связи между передним таламусом и МТТ, они спросили, может ли стимуляция переднего таламуса способствовать улучшению функции памяти. Используя оптогенетику, технику на основе света, которая позволяет активировать определенные нейроны, они стимулировали нейроны переднего таламуса у крыс с поражениями МТТ, а затем проверили их эффективность в тесте RAM. Регулярная схема стимуляции существенно улучшила пространственную рабочую память у этих крыс, хотя и временно, а также улучшила электрическую ритмичность в системе памяти. Кроме того,такая активация также увеличивала экспрессию белка Zif268 - индикатора нейронной активности - в системе памяти. Интересно, что стимуляция, основанная на активности гиппокампа, который долгое время считался местом пространственной памяти, не давала эффекта улучшения памяти у крыс с поражениями МТТ.
Это исследование является первым, демонстрирующим, что улучшение памяти возможно даже после изнурительного необратимого повреждения МТТ. Вместе полученные результаты ставят под сомнение предыдущие представления о том, что восстановление памяти в первую очередь зависит от таких структур, как гиппокамп и префронтальная кора. Что еще более важно, исследование предоставляет первое четкое свидетельство роли повышенной активности нейронов в переднем таламусе в поддержке памяти. Это указывает на то, что передний таламус - это не просто коммуникативная структура, а, скорее, он играет активную роль в влиянии на память и познание. Полученные данные демонстрируют, что стимуляция нейронов переднего таламуса может помочь в противодействии клинической амнезии, связанной с нарушениями проводящих путей, затрагивающих эту область,не только у пациентов с черепно-мозговой травмой и инсультом, но и у пациентов с другими неврологическими заболеваниями, такими как болезнь Альцгеймера и шизофрения.
Профессор Далримпл-Алфорд отмечает: «До сих пор гиппокамп и префронтальная кора головного мозга оставались в центре внимания терапии, связанной с памятью. Наше исследование показывает, что структуры за пределами этих областей, такие как передний таламус, могут вместо этого служить ключом к такому лечению. . Важно помнить, что такая стимуляция не влияет на содержание памяти; вместо этого она, по-видимому, улучшает функциональность системы памяти мозга. Это может минимизировать нарушения мозга и позволить пациентам жить нормальной жизнью. использованный в нашем исследовании, как правило, наблюдается у взрослых пациентов, аналогичные травмы могут быть связаны с детской амнезией. Применение наших результатов может иметь еще большее влияние на этих пациентов ».
Действительно, открытия профессора Далримпла-Алфорда и его команды представляют собой важный прорыв в нашем понимании систем памяти. В сочетании с параллельными разработками в таких областях, как дистанционная стимуляция мозга, они могут произвести революцию в методах лечения дефектов памяти и в том, как все поля в целом рассматривают дефектную функцию памяти.
