Un circuit cerebral din talamus ajută la păstrarea informațiilor în minte

May 12, 2022 | Cercetare, Stiri

Pe măsură ce oamenii îmbătrânesc, memoria lor de lucru adesea scade, ceea ce îngreunează îndeplinirea sarcinilor zilnice. O regiune cheie a creierului legată de acest tip de memorie este talamusul anterior, care este implicat în primul rând în memoria spațială – memoria mediului înconjurător și a modului în care trebuie să ne deplasăm prin el.

În cadrul unui studiu efectuat pe șoareci, cercetătorii de la Massachusetts Institute of Technology (MIT) au identificat un circuit în talamusul anterior care este necesar pentru a reține modul prin care pot parcurge un labirint. Cercetătorii au descoperit că acest circuit este slăbit la șoarecii mai în vârstă, dar sporirea activității sale îmbunătățește considerabil capacitatea acestora de a parcurge corect labirintul.

Această regiune ar putea reprezenta o țintă promițătoare pentru tratamentele care ar putea ajuta la combaterea pierderei memoriei la persoanele în vârstă, fără a afecta alte părți ale creierului.

“Înțelegând modul în care talamusul controlează producția corticală, sperăm că am putea găsi ținte mai specifice și mai ușor de tratat în această zonă, în loc să modulăm în general cortexul prefrontal, care are mai multe funcții diferite”, declară Guoping Feng, profesor de științe cognitive și ale creierului la MIT și autorul principal al studiului publicat în Proceedings of the National Academy of Sciences.

Memoria spațială

Talamusul, o structură mică situată în apropierea centrului creierului, contribuie la memoria de lucru și la multe alte funcții executive, cum ar fi planificarea și atenția. Laboratorul lui Feng a investigat recent o regiune a talamusului cunoscută sub numele de talamusul anterior, care are roluri importante în memorie și în navigația spațială.

Studii anterioare la șoareci au arătat că afectarea talamusului anterior duce la afectarea memoriei de lucru spațiale. La oameni, studiile au relevat un declin legat de vârstă în activitatea talamusului anterior, care este corelat cu performanțe mai scăzute la sarcinile de memorie spațială.

Talamusul anterior este împărțit în trei secțiuni: ventrală, dorsală și mediană.

În acest studiu cercetătorii au vrut să analizeze mai profund talamusul anteroventral, explorând rolul său într-o sarcină de memorie de lucru spațială. Pentru a face acest lucru, ei au antrenat șoareci pentru a parcurge un labirint simplu în formă de T. La începutul fiecărei încercări, șoarecii au alergat până când au ajuns la T. Un braț a fost blocat, obligându-i să alerge pe celălalt braț. Apoi, șoarecii au fost plasați din nou în labirint, cu ambele brațe deschise. Șoarecii au fost recompensați dacă alegeau brațul opus față de prima alergare. Acest lucru însemna că, pentru a lua decizia corectă, trebuiau să își amintească în ce direcție au mers în traseul anterior.

În timp ce șoarecii executau sarcina, cercetătorii au folosit optogenetica pentru a inhiba activitatea neuronilor talamusului anterodorsal (AD) și al talamusului anteroventral (AV) în timpul a trei părți diferite ale sarcinii: faza de eșantionare, care are loc în timpul primei curse; faza de întârziere, în timp ce așteaptă ca a doua cursă să înceapă; și faza de alegere, când șoarecii iau decizia în ce direcție să meargă în timpul celei de-a doua curse.

Cercetătorii au descoperit că inhibarea neuronilor AV în timpul fazelor de eșantionare sau de alegere nu a avut niciun efect asupra performanțelor șoarecilor, dar atunci când au suprimat activitatea AV în timpul fazei de întârziere, șoarecii au avut performanțe mult mai slabe la această sarcină.

Acest lucru sugerează că neuronii AV sunt cei mai importanți pentru păstrarea informațiilor în minte cât timp sunt necesare pentru o sarcină. În schimb, inhibarea neuronilor AD a perturbat performanța în timpul fazei de eșantionare, dar a avut un efect redus în timpul fazei de întârziere. Această constatare a fost în concordanță cu studiul anterior al echipei de cercetare care a arătat că neuronii AD sunt implicați în formarea amintirilor unui spațiu fizic.

Declinul datorat vârstei

Cercetătorii au testat apoi efectele vârstei asupra acestui circuit și au constatat că șoarecii mai în vârstă (14 luni) au avut performanțe mai slabe în timpul testului, iar neuronii lor AV erau mai puțin excitabili. Cu toate acestea, atunci când cercetătorii au stimulat în mod artificial acești neuroni, performanța șoarecilor la această sarcină s-a îmbunătățit.

O altă modalitate de a îmbunătăți performanța în această sarcină de memorie este stimularea cortexului prefrontal, care suferă, de asemenea, un declin odată cu înaintarea în vârstă. Cercetătorii au constatat că activarea cortexului prefrontal poate crește măsurile de anxietate la șoareci.

Oamenii de știință spun că dacă s-ar putea utiliza o tehnologie neinvazivă sau minim invazivă pentru a stimula acești neuroni din creierul uman, aceasta ar putea oferi o modalitate de a ajuta la prevenirea declinului memoriei legat de vârstă. Aceștia plănuiesc acum să efectueze secvențierea ARN monocelulară a neuronilor din talamusul anterior pentru a găsi semnături genetice care ar putea fi folosite pentru a identifica celulele care ar putea fi cele mai bune ținte.

 

 

Sursă material https://www.news-medical.net.