Araştırma ekibi, beynin olumlu ve olumsuz anıları nasıl depoladığına ışık tutuyor

Farkında olmayabilirsiniz, ancak bir anınızı her hatırladığınızda – örneğin bisiklete ilk binişinizde veya lise mezuniyet balosuna ilk gidişinizde – beyniniz hafızayı çok az değiştirir. Bu neredeyse her geri çağırmada ayrıntıların doldurulduğu ve bilgilerin güncellendiği veya kaybolduğu bir Instagram filtresi eklemek gibidir.

Boston Üniversitesi’nden sinirbilimci Steve Ramirez, “Geçmiş deneyimlerimize yanlışlıkla filtre uyguluyoruz” diyor. Filtrelenmiş bir hafıza orijinalinden farklı olsa da, çoğunlukla bu temel resmin ne olduğunu anlayabilirsiniz, diyor.

BU College of Arts & Sciences’da psikolojik ve beyin bilimlerinde yardımcı doçent olan Ramirez, “Bellek, geçmişin video kaydından daha az ve daha yeniden yapılandırıcıdır” diyor. Belleğin dövülebilir doğası hem bir lütuf hem de lanettir: Yanlış ayrıntıları hatırlamamız kötüdür, ancak beynimizin, özellikle korkutucu veya travmatik bir şeyse, anıları daha az güçlü hale getirmek için doğal olarak şekillendirme ve güncelleme yeteneğine sahip olması iyidir.

Peki ya anılarımızın dövülebilir doğasını, depresyon ve travma sonrası stres bozukluğu (PTSD) gibi zihinsel sağlık bozukluklarını tedavi etmenin bir yolu olarak avantajımıza kullanmak mümkünse? Ramirez ve araştırma ekibinin yapmaya çalıştığı şey tam olarak bu. Ve farelerde yıllarca hafıza üzerinde çalıştıktan sonra, sadece beynin olumlu ve olumsuz anıları nerede depoladığını değil, aynı zamanda diğer mutlu anıları yapay olarak uyararak olumsuz anıların sesini nasıl azaltacaklarını da keşfettiler. Ekibin araştırması şurada yayınlandı: İletişim Biyolojisi.

“Milyon dolarlık fikrimiz, ya bu zihinsel bozuklukların bazıları için bir çözüm beyinde zaten varsa? Peki ya hafıza oraya ulaşmanın bir yoluysa?” Ramirez diyor. İki yeni makalede, o ve ekibi, duygusal anılarımızın gücünü ve deneyimlerimizin – ve onları işleme biçimimizin – beyinde gerçek fiziksel ayak izleri bıraktığını gösteriyor.

Olumlu ve olumsuz anıların haritalanması

Hafızayla ilgili bozuklukları tedavi etmek için hafızayı kullanmanın en önemli adımlarından biri, beyinde olumlu ve olumsuz anıların nerede olduğunu ve ikisi arasında nasıl ayrım yapılacağını anlamaktır. Anılar, beyindeki tüm farklı alanlarda depolanır ve bireysel hatıraların kendileri, engram adı verilen hücre ağları olarak bulunur. Ramirez’in laboratuvarı, anıları oluşturmak ve geri getirmek için önemli olan duyusal ve duygusal bilgileri depolayan kaju şeklindeki bir yapı olan beynin hipokampüsünde yer alan anı ağlarıyla özellikle ilgileniyor.

Bulgularında, baş yazar Monika Shpokayte ve İB nörobilimcilerinden oluşan bir ekip, Ramirez, pozitif ve negatif hatıralar arasındaki temel moleküler ve genetik farklılıkların haritasını çıkarıyor ve ikisinin aslında birden çok düzeyde çarpıcı biçimde farklı olduğunu buluyor. Olumlu ya da olumsuz bir anı gibi duygusal anıların da diğer beyin hücresi türlerinden fiziksel olarak farklı olduğu ve birbirinden farklı olduğu ortaya çıktı.

Aynı zamanda BU’nun Sistem Sinirbilimi Merkezi’nin bir üyesi olan Ramirez, “Bu oldukça çılgınca, çünkü bu olumlu ve olumsuz anıların beyinde kendi ayrı gayrimenkulleri olduğunu gösteriyor” diyor.

Çalışma yazarları, pozitif ve negatif hafıza hücrelerinin neredeyse her yönden birbirinden farklı olduğunu buldular – çoğunlukla hipokampüsün farklı bölgelerinde depolanırlar, farklı tipte yollar kullanarak diğer hücrelerle iletişim kurarlar ve her iki tipteki moleküler makineler. hücreler farklı görünüyor.

“Yani, var [potentially] Beyindeki pozitif ve negatif anıları ayırt etmek için moleküler bir temel,” diyor Ramirez. “Artık hipokampusta pozitifi negatiften ayırdığını bildiğimiz bir grup belirteç var.”

Olumlu ve olumsuz anıları görmek ve etiketlemek, ancak optogenetik adı verilen gelişmiş bir sinirbilim aracının kullanılmasıyla mümkündür. Bu, beyin hücresi reseptörlerini ışığa tepki vermeleri için kandırmanın bir yoludur – araştırmacılar, ışığa tepki veren bir reseptör verilen hücreleri açmak için beyne zararsız bir lazer ışığı yayarlar. Araştırmacılar ayrıca, ışıkla uyarılan bir flüoresan proteini ekleyerek pozitif ve negatif anıları renkle kodlayabilirler, böylece örneğin pozitif bellek hücre ağları yeşil, negatif hücre ağları ise kırmızı veya mavi parlar.

Kötü anıları yeniden canlandırmak

Araştırmacılar bir faredeki bir hafızayı etiketlemeden önce, hafızayı oluşturmaları gerekiyor. Bunu yapmak için, kemirgenleri evrensel olarak iyi veya hoş olmayan bir deneyime maruz bırakırlar – olumlu bir deneyim, lezzetli bir peynir kemirmek veya diğer farelerle sosyalleşmek olabilir; olumsuz bir deneyim, ayaklara hafif ama şaşırtıcı bir elektrik çarpması almak olabilir. Yeni bir hafıza oluşturulduğunda, bilim adamları bu deneyime tutunan hücre ağını bulabilir ve belirli bir renkte parlamalarını sağlayabilirler.

Hafızayı gördükten sonra, araştırmacılar bu hafıza hücrelerini yapay olarak etkinleştirmek için lazer ışığını kullanabilir ve Ramirez’in ekibinin de keşfettiği gibi, olumsuz anıları yeniden yazabilir. yılında yayınlanan bir makalede Doğa İletişimiolumlu bir deneyimin yapay olarak etkinleştirilmesinin, olumsuz bir deneyimi kalıcı olarak yeniden yazdığını ve kötü hafızanın duygusal yoğunluğunu azalttığını buldular.

Araştırmacılar, farelere olumsuz bir deneyim hatırlattı ve korku anı hatırlama sırasında, bir grup pozitif hafıza hücresini yapay olarak yeniden etkinleştirdiler. Makaleye göre rekabet eden pozitif hafıza, korku hafızasını güncelleyerek, o anda ve hafıza aktive edildikten çok sonra korku tepkisini azalttı. Çalışma, Ramirez’in laboratuvarında, geçmiş anıları yapay olarak manipüle etmenin mümkün olduğunu bulan önceki çalışmalara dayanıyor.

Olumlu bir anıyı etkinleştirmek, olumsuz bir anıyı güncellemenin en güçlü yoluydu, ancak ekip bunun tek yol olmadığını da gördü. Sadece pozitif hafıza hücrelerini hedeflemek yerine, nötr bir hafızayı (bir hayvan için standart, sıkıcı bir deneyim) harekete geçirmeyi de denediler ve sonra her ikisinin de etkili olduğunu bularak tüm hipokampusu harekete geçirmeyi denediler.

Ramirez Laboratuarı’nda yakın zamanda Memory & Loyola Üniversitesi’nde Nöromodülatör Mekanizmalar Laboratuvarı.

Grella, anıların yapay olarak etkinleştirilmesinin insanlarda yapılması mümkün olmasa da, bulguların yine de klinik ortamlara çevrilebileceğini söylüyor. “Çünkü kişiye, ‘Olumsuz bir şey hatırlayabiliyor musun, olumlu bir şey hatırlayabiliyor musun?’ diye sorabilirsin,” diyor bir fareye soramayacağın sorular.

Bir kişinin zihinsel durumunu etkileyen olumsuz bir belleğin etkilerini, bir kişinin kötü anıyı hatırlamasını sağlayarak ve terapötik bir ortamda olumlu bir anıyı canlı bir şekilde hatırlamasını doğru bir şekilde zamanlayarak geçersiz kılmanın mümkün olabileceğini öne sürüyor.

Grella, “Anıların dövülebilir olduğunu biliyoruz” diyor. “Bu yazıda bulduğumuz şeylerden biri, stimülasyonun zamanlamasının gerçekten kritik olduğuydu.”

Oyunun kurallarını değiştirenler arayışı

Şiddetli depresyon ve TSSB için diğer daha yoğun tedavi türleri için Grella, insanların bu hafızanın üstesinden gelmelerine yardımcı olmak için transkraniyal manyetik uyarım veya derin beyin uyarımı gibi araçlarla hipokampusun geniş alanlarını uyarmanın nihayetinde mümkün olabileceğini öne sürüyor. ilgili bozukluklar. Ramirez, giderek daha fazla sinirbilimcinin psychedelics ve yasadışı uyuşturucuları içeren deneysel tedavileri benimsemeye başladığına dikkat çekiyor. Örneğin, bir 2021 araştırması, kontrollü MDMA dozlarının bazı ciddi TSSB semptomlarını hafifletmeye yardımcı olduğunu buldu.

Ramirez, “Buradaki tema, geçmişimizin olumsuz bileşenlerini yeniden yazmak için ödül ve pozitifliğin bazı yönlerini kullanmaktır” diyor. “İnsanlar dışında kemirgenlerde yaptığımız şeye benziyor – kemirgenlerde ve insanlarda pozitif anıları yapay olarak aktive ettik, yaptıkları şey, bazılarını yeniden yazmak için yeterli olup olmadığını görmek için onlara küçük dozlarda MDMA vermekti. bu deneyimin travmatik bileşenleri.” Bu tür deneyler, hafıza manipülasyonunun klinik ve faydalı yöntemlerini keşfetmeye devam etmenin önemine işaret eder, ancak bu deneylerin yakın tıbbi gözetim altında yapıldığını ve evde denenmemesi gerektiğini belirtmek önemlidir.

Şimdilik Ramirez, bu çalışmanın sinirbilimdeki sınırları nasıl daha da ileriye taşıyabileceğini görmekten heyecan duyuyor ve araştırmacıların gelecekte tıbbı değiştirebilecek daha da çok alışılmışın dışında fikirlerle deneyler yaptığını görmeyi umuyor: “Oyun değiştiriciler istiyoruz, Doğru mu? Şu anda mevcut tedavi seçeneklerinden çok daha etkili olacak şeyler istiyoruz.”

---