"verloren" erinnerungen, die in mäusen mit frühen alzheimer's abgerufen wurden



Es kann eines Tages möglich sein, Erinnerungen für Menschen mit frühen Alzheimer wiederherzustellen, nach einer neuen Studie veröffentlicht in Natur , In denen Forscher zeigen, wie sie genau das bei Mäusen mit frühen Symptomen der Krankheit.

Hippocampale Zellen, die mit furchtbaren Erinnerungen (grün) verbunden waren, wurden in Alzheimer-Mäusen mit Hilfe von Optogenetik aktiviert, was zur Wiedergewinnung verlorener Erinnerungen führte.

Bildnachweis: Dheeraj Roy

Eines der frühesten Symptome der Alzheimer-Krankheit ist Gedächtnisverlust, der sich allmählich verschlechtert, während die Krankheit fortschreitet.

Aber der ältere Autor Susumu Tonegawa, der Abteilung für Gehirn- und Kognitionswissenschaften am Massachusetts Institute of Technology (MIT), und Kollegen deuten darauf hin, dass Einzelpersonen mit frühen Alzheimern immer noch die Möglichkeit haben, neue Erinnerungen zu bilden - sie haben nur Schwierigkeiten, sie abzurufen.

Die Forscher dachten, dies könnte der Fall nach den Ergebnissen einer Studie, die sie im vergangenen Jahr durchgeführt haben, in denen sie festgestellt, dass Mäuse mit retrograde Amnesie - Gedächtnisverlust durch Stress oder Trauma verursacht - hatte die Fähigkeit, neue Erinnerungen zu bilden, trotz der beeinträchtigten Erinnerung erinnern.

In dieser Studie fanden Tonegawa und Kollegen, dass sie in der Lage waren, die "verlorenen" Erinnerungen an diese Mäuse mit einer Technik zu identifizieren, die als Optogenetik bekannt ist, die die Verwendung von Licht beinhaltet, um spezifische Gehirnzellen oder Neuronen zu aktivieren und zu kontrollieren.

Dies hat die Forscher denken: könnte die gleiche Technik verwendet werden, um Erinnerungen abzurufen, die als Ergebnis der frühen Alzheimer verloren wurden? Dies ist, was sie mit ihrer neuesten Forschung zu untersuchen.

Abholung von Erinnerungen mit Hilfe von Optogenetik

Um ihre Erkenntnisse zu erreichen, entwickelte das Team gentechnisch zwei Stämme von Mäusen, so dass sie Cluster von Beta-Amyloid-Protein - bekannt als Plaques - in ihrem Gehirn entwickeln und Speicherverlust auslösen würden; Der gleiche Prozess wird geglaubt, um Gedächtnisverlust beim Menschen mit Alzheimer zu verursachen.

Um ihre Gedächtnisverluste zu testen, setzten die Forscher die Mäuse in eine Kammer neben normalen, gesunden Mäusen, wo sie alle einen elektrischen Schlag zum Fuß erhielten. Als wir einige Stunden später in die Kammer zurückkehrten, zeigten alle Mäuse Angst.

  • Rund 5,3 Millionen Menschen in den USA leben mit Alzheimer
  • Davon sind etwa zwei Drittel Frauen
  • Im vergangenen Jahr kostet Alzheimer und andere Demenzen die USA um rund 226 Milliarden US-Dollar.

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Als ich einige Tage später in die Kammer zurückkehrte, zeigten die normalen Mäuse die Angst - was darauf hindeutete, dass sie sich an den elektrischen Schlag erinnerten - während die Alzheimer-Mäuse keine Erinnerung an den Fußschock hatten.

"Kurzfristiges Gedächtnis scheint normal zu sein, in der Reihenfolge der Stunden, aber für die Langzeitgedächtnis scheinen diese frühen Alzheimer-Mäuse beeinträchtigt zu sein", sagt der Lead-Studienautor Dheeraj Roy, ebenfalls der Abteilung für Biologie und Abteilung für Gehirn Und Kognitionswissenschaften am MIT.

Durch die Verwendung der Optogenetik zeigten die Forscher jedoch, dass diese Mäuse noch Erinnerungen an den Fußschock hatten.

Das Team entwickelte die Alzheimer-Mäuse, um ein lichtempfindliches Protein namens Channelrhodopsin in Neuronen im Hippocampus zu produzieren - der Hirnregionschlüssel für Kurzzeitgedächtnis - das mit furchtbaren Erfahrungen verbunden ist.

Die Forscher setzten die Mäuse wieder in die Kammer und betätigten die modifizierten Neuronen, indem sie ein Licht auf sie lagen. Sie fanden, dass die Mäuse sofort Angst hatten.

"Direktes Aktivieren der Zellen, von denen wir glauben, dass sie das Gedächtnis halten, bekommt sie, um es abzurufen", sagt Roy. "Dies deutet darauf hin, dass es in der Tat ein Zugangsproblem für die Informationen ist, nicht dass sie nicht in der Lage sind, dieses Gedächtnis zu erlernen oder zu speichern."

Als jedoch die Alzheimer-Mäuse am nächsten Tag wieder in die Kammer gebracht wurden, zeigten sie keine Angst, was darauf hindeutete, dass ihre Erinnerungen an den Fußschock wieder verloren gegangen waren.

Längerfristiger Gedächtnisabruf erreicht

Für den nächsten Teil der Studie haben sich die Forscher bemüht, zu sehen, ob sie die Optogenetik nutzen könnten, um verlorene Erinnerungen länger zu reaktivieren.

Für 3 Stunden leuchteten sie wiederholt ein Licht auf Zellen innerhalb der entorhinalen Kortex der Alzheimer-Mäusezellen, die mit den Zellen im Hippocampus verbunden waren, die mit dem ängstlichen Gedächtnis verbunden waren. Diese Hirnverbindung ist wichtig für die langfristige Speicherung.

Eine Woche später setzten die Forscher die Mäuse wieder in die Kammer. Sie fanden, dass die Mäuse wieder Angst zeigten, was darauf hindeutete, dass sie sich an den Fußschock erinnerten, auch in Abwesenheit von Optogenetik.

Darüber hinaus stellte das Team fest, dass die Gehirnzellen, die mit dem ängstlichen Gedächtnis verbunden waren, längere dendritische Stacheln hatten, die Vorsprünge von Dendriten sind, die Neuronen ermöglichen, mit anderen zu kommunizieren.

Diese Zunahme der dendritischen Wirbelsäulenlänge deutet darauf hin, dass die wiederholte optogenetische Stimulation die Verbindungen zwischen dem Hippocampus und dem entorhinalen Kortex verstärkt hatte; Bei der Alzheimer-Krankheit werden diese Verbindungen meist abgebaut.

Rudolph Tanzi, Professor für Neurologie an der Harvard Medical School in Boston, MA, der nicht an der Forschung beteiligt war, kommentiert:

Dies ist eine bemerkenswerte Studie, die den ersten Beweis dafür liefert, dass das früheste Gedächtnisdefizit in Alzheimer das Abrufen konsolidierter Informationen beinhaltet. Infolgedessen sind die Implikationen für die Behandlung von Gedächtnisdefiziten Alzheimer-Krankheit, die auf der Stärkung der Synapsen basiert, extrem aufregend."

Präzisere Arbeitsspeicherungstechnik für den menschlichen Gebrauch

Das Team stellt jedoch fest, dass die optogenetische Stimulation nicht funktioniert, wenn der Abschnitt der Zellen innerhalb des entorhinalen Kortex, der behandelt wurde, zu groß war, was darauf hindeutet, dass die Verwendung einer Speicher-Retrieval-Technik beim Menschen sehr gezielt sein müsste.

Die Forscher sagen, dass, während die Optogenetik präzise ist, es zu invasiv für den Einsatz bei Menschen derzeit ist, und aktuelle Methoden für den menschlichen Gebrauch - wie tiefe Hirnstimulation - Ziel zu viel des Gehirns.

Aber Tonegawa sagt, dass es Hoffnung auf eine präzisere Methode für das Abrufen von Erinnerungen bei Patienten mit frühen Alzheimer ist.

"Es ist möglich, dass in Zukunft eine Technologie entwickelt wird, um Zellen tief im Gehirn zu aktivieren oder zu inaktivieren, wie der Hippocampus oder die entorhinale Kortex, mit mehr Präzision", sagt er. "Die Grundlagenforschung, wie sie in dieser Studie durchgeführt wurde, liefert Informationen über Zellpopulationen Gezielt zu sein, was für zukünftige Behandlungen und Technologien entscheidend ist."

Medical-Diag.com Kürzlich berichtet über eine andere Studie, dass Frauen in der Lage, auf ihre verbalen Gedächtnis Fähigkeiten für länger als Männer in den frühen Stadien von Alzheimer zu halten.

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