Először sikerült emlékek visszaállítása az agyban

Le chercheur Jean-Pierre Bazin présente un rat občse porteur du gęne Fa/Fa (g) et un rat non porteur de la mutation, le 19 septembre 2002, dans son laboratoire de l'INSERM ( Institut Nationale de la Santé et de la Recherche Médicale ) rue de l'école de médecine ŕ Paris. Jean-Pierre Bazin est spécialiste de l'obésité dont il cherche ŕ comprendre les mécanismes en observant les rats "Zucker" porteur du gęne Fa/Fa. Les rats servent de modčles pour tester des molécules amaigrissantes afin d'endiguer le développement de l'obésité. AFP PHOTO FREDERICK FLORIN

Újabb áttörést értek el amerikai kutatók a memóriamódosításban. Nemcsak törölni sikerült egyes emlékeket a patkányok agyában, hanem a törölt emlékeket sikerült visszaállítani is.

A memória szelektív törlésének kutatásával már évek óta foglalkoznak. Állatoknál (patkányoknál, egereknél és legyeknél) sikerült megvalósítani bizonyos emlékképek törlését. Erre több módszert is használtak. A legdurvább a neuronok (idegsejtek) elpusztítása. Ezt azonban mára már jóval kifinomultabb módszerek kezdik felváltani. A vegyületekkel való memóriatörlés mellett két jelentős eljárást is kidolgoztak: a hőhatással és a fényhatással (termogenetika és optogenetika) történő emléktörlést.

Ez utóbbit fejlesztették tovább úgy a Kaliforniai Egyetem San Diegó-i orvostudományi fakultásának kutatói, hogy az emlékeket nemcsak törölni, de helyreállítani is sikerült. Az optogenetikai memóriamódosításhoz a kutatók először is genetikai módosítással fényérzékennyé teszik a patkány agyának bizonyos neuronjait. Ezután száloptikai kábeleket vezetnek a neuronokhoz, és fénnyel aktiválják azokat.

A kép illusztráció Forrás: AFP/Frederick Florin

A Nature-ben publikált mostani kísérletben a kutatók fénnyel stimuláltak egy idegcsoportot a patkány agyában, és ezzel egy időben áramütést mértek az állat lábára. A patkányok hamar összekapcsolták az optikai ingert az áramütéssel, és már akkor is félelmi reakciót mutattak, ha csak optikailag ingerelték a neuronokat.

Az elemzések kémiai változásokat mutattak ki a fénnyel stimulált szinapszisokban (idegi kapcsolódásokban), ami azt jelezte, hogy megerősödtek ezek a kapcsolatok.

A kísérlet következő fázisában a kutatók ugyanezen idegcsoportok alacsony frekvenciájú fényimpulzusokkal sugározták be. Ez meggyengítette a szinaptikus kapcsolatokat, ily módon memóriatörlő hatású volt. A patkányok az ilyen kezelés után többé már nem reagáltak félelemmel az eredeti idegstimulációra, ami azt mutatta, hogy a törlődött fájdalommal összekapcsolódott memória.

Ezután következett a tanulmány legmeglepőbb felfedezése. A kutatók azt tapasztalták, hogy újra aktiválni tudják az elveszett emléket, ha ugyanazokat az idegeket nagyfrekvenciájú, „memóriaképző” fényimpulzusok sorozatával ingerlik. Ez helyreállította a patkányok korábbi kellemetlen emlékképét, és az állatok újra félni kezdtek az optikai inger hatására, annak ellenére, hogy nem sokkolták újra áramütéssel a lábukat.

„Képesek vagyunk tetszés szerint emlékképet kialakítani, törölni ezt a memóriát, majd újra aktiválni olyan ingert alkalmazva, amely szelektíven erősíti vagy gyengíti a szinaptikus kapcsolatokat” - mondta Roberto Malinow, az idegtudományok professzora, a tanulmány rangidős szerzője.

Az eredmények lehetséges klinikai felhasználásával kapcsolatban Malinow elmondta, hogy az Alzheimer-kóros betegek agyában felhalmozódó béta-amiloid peptid nagyon hasonló módon gyengíti a szinaptikus kapcsolatokat, mint a patkányok memóriáját törlő alacsony frekvenciájú stimuláció. „Mivel a munkánk kimutatta, hogy vissza tudjuk fordítani a szinapszist gyengítő folyamatokat, elképzelhető, hogy ellensúlyozni tudjuk a béta-amiloid hatásait az Alzheimer-kóros betegekben” - mondta a professzor.