Các ID nghiên cứu về chuột Cách não kết nối ký ức theo thời gian

Sử dụng một kính hiển vi thu nhỏ, các nhà khoa học thần kinh tại Đại học California, Los Angeles (UCLA) đã xác định được ở chuột cách bộ não liên kết các ký ức khác nhau theo thời gian.

Và trong khi sự lão hóa làm suy yếu các kết nối này, các nhà nghiên cứu cho biết họ đã nghĩ ra một cách để bộ não trung niên kết nối lại những ký ức riêng biệt.

Các phát hiện, được xuất bản trong Thiên nhiên, đề xuất một biện pháp can thiệp khả thi cho những người bị các vấn đề về trí nhớ liên quan đến tuổi tác, theo các nhà nghiên cứu.

Điều tra viên chính, Tiến sĩ Alcino Silva, giáo sư sinh học thần kinh tại Trường Y David Geffen thuộc UCLA, cho biết: “Cho đến nay, các nhà khoa học thần kinh vẫn tập trung vào cách não tạo ra và lưu trữ những ký ức đơn lẻ. “Chúng tôi muốn khám phá cách bộ não liên kết hai ký ức và liệu thời gian trôi qua có ảnh hưởng đến sức mạnh của kết nối hay không.”

Tác giả đầu tiên, Tiến sĩ Denise Cai, một nhà nghiên cứu trong phòng thí nghiệm của Silva, nói thêm: “Trong thế giới thực, ký ức không xảy ra một cách cô lập. "Những kinh nghiệm trong quá khứ của chúng ta ảnh hưởng đến việc tạo ra những ký ức mới và giúp chúng ta dự đoán những gì sẽ xảy ra và đưa ra quyết định sáng suốt trong tương lai."

Trong thí nghiệm của họ, các nhà khoa học thần kinh đã thử nghiệm ở chuột trẻ và trung niên xem liệu não có liên kết những ký ức về những trải nghiệm cách nhau 5 giờ so với 7 ngày hay không.

Để thực hiện điều này, họ đã sử dụng một kính hiển vi thu nhỏ, được gọi là Miniscope, được phát triển bởi các nhà khoa học thần kinh UCLA, Tiến sĩ. Peyman Golshani, Baljit Khakh và Silva với sự tài trợ từ Sáng kiến ​​BRAIN của tổng thống và Trường Geffen.

Máy ảnh mạnh mẽ của kính hiển vi cho phép các nhà khoa học quan sát não của những con chuột non và quan sát các tế bào của chúng hoạt động. Chiếc kính hiển vi nhỏ xíu gắn trên đầu chiếu sáng các tế bào thần kinh hoạt động khi những con chuột di chuyển tự do trong môi trường tự nhiên của chúng.

Trong 10 phút tại một thời điểm, mỗi con chuột được đặt trong ba hộp, tất cả đều độc đáo về hương thơm, hình dạng, ánh sáng và sàn nhà. Vị trí được phân tách theo thời gian của một tuần trong hộp đầu tiên và hộp thứ hai. Chỉ có năm giờ tách biệt thời gian dành cho ô thứ hai và thứ ba, nơi con chuột sau đó nhận được một cú sốc nhỏ ở chân.

Hai ngày sau, các nhà nghiên cứu trả lại cho mỗi con chuột cả ba hộp. Đúng như dự đoán, những con chuột đóng băng vì sợ hãi khi nó nhận ra bên trong của chiếc hộp thứ ba.

Tuy nhiên, những gì xảy ra tiếp theo đã gây bất ngờ, theo các nhà nghiên cứu.

“Con chuột cũng bị đóng băng trong hộp thứ hai, nơi không có cú sốc nào xảy ra,” Silva quan sát. “Điều này cho thấy rằng con chuột đã chuyển ký ức của nó về cú sốc trong hộp thứ ba sang trải nghiệm của nó trong hộp thứ hai năm giờ trước đó.”

Khi Silva và Cai kiểm tra não của những con chuột, hoạt động thần kinh đã xác nhận giả thuyết của họ.

Cai cho biết: “Các tế bào não ghi lại cú sốc của con chuột trong ô thứ ba cũng mã hóa bộ nhớ của nó về ô thứ hai vài giờ trước đó. “Chúng tôi thấy sự trùng lặp nhiều hơn 20% trong các mạch thần kinh ghi lại trải nghiệm của động vật trong ký ức được mở ra gần hơn theo thời gian.”

Silva giải thích thêm: “Các ký ức trở nên tương quan với nhau theo cách chúng được mã hóa và lưu trữ bởi não bộ, do đó việc nhớ lại một ký ức sẽ kích hoạt việc nhớ lại một ký ức khác có liên quan.

Dựa trên phát hiện trước đó của Silva, nhóm nghiên cứu biết rằng một tế bào có nhiều khả năng mã hóa ký ức khi nó được kích hoạt và sẵn sàng kích hoạt. Các nhà khoa học thần kinh gọi tình trạng này là tình trạng dễ bị kích thích.

Silva nói: “Bộ não dễ bị kích thích đã được làm ấm. “Nó giống như kéo căng cơ của bạn trước khi tập thể dục hoặc quay động cơ ô tô trước khi bạn lái xe.”

Nghi ngờ rằng sự lão hóa làm suy yếu khả năng hưng phấn hoàn toàn của các tế bào thần kinh, các nhà nghiên cứu đã tiến hành một thí nghiệm tương tự trên chuột trung niên. Họ cho mỗi con chuột vào hai hộp, cách nhau 5 giờ và tiến hành sốc chân ở hộp thứ hai.

Khi họ trả các con vật vào hộp hai ngày sau đó, kết quả đã rõ ràng.

Cai tiết lộ: “Những con chuột già chỉ bị đóng băng trong chiếc hộp mà chúng đã nhận được một cú sốc. "Họ đã không phản ứng trong hộp đầu tiên."

Sử dụng kính hiển vi đã xác nhận rằng não của những con chuột già không kết nối hai ký ức. Mỗi bộ nhớ được mã hóa trên mạch thần kinh riêng của nó.

Tiếp theo, nhóm nghiên cứu tập trung vào việc thúc đẩy khả năng liên kết ký ức của những con chuột già hơn. Cai đã sử dụng một công cụ sinh học để kích thích các tế bào thần kinh trong một phần của hồi hải mã - trung tâm trí nhớ của não - trước khi đưa chuột vào hộp đầu tiên.

Cô ấy đã kích thích các tế bào tương tự trước khi đặt những con chuột vào hộp đầu tiên và hộp thứ hai, nơi chúng bị sốc chân vào hai ngày sau đó.

“Bằng chứng về chiếc bánh pudding đã đến khi chúng tôi giới thiệu lại những con chuột trung niên vào hộp đầu tiên,” Silva nói.“Các con vật bị đóng băng - bây giờ chúng liên kết cú sốc xảy ra ở hộp thứ hai với hộp thứ nhất. Điều này cho thấy rằng sự phấn khích tăng lên đã làm đảo ngược khả năng liên kết ký ức do tuổi tác của họ. "

Cai và Silva báo cáo rằng họ hiện đang thử nghiệm tác dụng của một loại thuốc đã được FDA phê duyệt đối với khả năng kết nối ký ức của những con chuột tuổi trung niên.

Nguồn: Đại học California, Los Angeles