A patkánykutatás azt mutatja be, hogy az agy hogyan szereli fel újra magát a sérülés után

Amikor az agy elsődleges tanulási központja megsérül, új idegi áramkörök keletkeznek az elveszett funkció kompenzálására - állapította meg egy új tanulmány.

A kaliforniai Los Angeles-i Egyetem és az ausztráliai Garvan Orvostudományi Kutató Intézet kutatói azt találták, hogy a prefrontális kéreg egyes részei átveszik a hatalmat, amikor a hippokampusz - az agy legfontosabb tanulási és memóriaképző központja - le van tiltva.

A tanulmányhoz Michael Fanselow kutatók, Ph.D. Moriel Zelikowsky pedig laboratóriumi kísérleteket végzett, amelyek azt mutatták, hogy a patkányok képesek voltak új feladatokat megtanulni a hippokampusz károsodása után is. Míg a patkányoknak több képzésre volt szükségük, mint általában, a tapasztalataikból mégis tanultak - mondták a kutatók.

"Arra számítok, hogy az agyat valószínűleg tapasztalaton keresztül kell edzeni" - mondta Fanselow, aki a tanulmány vezető szerzője volt. "Ebben az esetben az állatoknak megoldandó problémát adtunk."

Miután felfedezte, hogy a patkányok megtanulhatták megoldani a problémákat, Zelikowsky Ausztráliába utazott, hogy együtt dolgozzon Dr. Bryce Vissellel a Garvan Intézetben. Ott elemezték a patkányok agyában bekövetkezett változások anatómiáját.

Elemzésük jelentős funkcionális változásokat azonosított a prefrontális kéreg két specifikus régiójában.

"Érdekes módon a korábbi vizsgálatok kimutatták, hogy ezek a prefrontális kéreg régiók az Alzheimer-kórban szenvedő betegek agyában is világítanak, ami arra utal, hogy hasonló kompenzációs áramkörök alakulnak ki az emberekben" - mondta Vissel.

"Bár valószínű, hogy Alzheimer-kórban szenvedők agya már kompenzálja a károkat, ennek a felfedezésnek jelentős lehetősége van ennek a kártérítésnek a meghosszabbítására és sokak életének javítására."

A kutatók szerint a hippokampusz kritikus szerepet játszik az információk feldolgozásában, tárolásában és visszahívásában. Nagyon érzékeny a stroke vagy az oxigénhiány okozta károsodásokra, és Fanselow szerint „kritikusan részt vesz” az Alzheimer-kórban.

"Mostanáig arra törekedtünk, hogy miként ösztönözhetjük a javulást a hippokampuszon belül" - mondta. "Most láthatjuk, hogy más struktúrák lépnek be, és teljesen új agyi áramkörök jönnek létre."

A prefrontális kéreg alrégiói különböző módon kompenzáltak, egy kistérség - az infralimbikus kéreg - elhallgattatta tevékenységét, egy másik kistérség - a prelimbikus kéreg - növelte aktivitását - mondta Zelikowsky.

A komplex viselkedés mindig magában foglalja az agy több részének kommunikációját egymással, az egyik régió üzenete befolyásolja, hogy egy másik régió hogyan reagál - jegyezte meg Fanselow. Ezek a molekuláris változások előidézik emlékeinket, érzéseinket és cselekedeteinket.

"Az agy erősen összekapcsolódik - az agy bármely idegsejtjéből bármely más idegsejtbe eljuthat körülbelül hat szinaptikus kapcsolaton keresztül" - mondta. - Tehát számos alternatív út létezik, amelyet az agy használhat, de általában nem használja őket, hacsak nem kényszerítik rá.

"Miután megértettük, hogy az agy hogyan hozza meg ezeket a döntéseket, akkor képesek vagyunk arra ösztönözni az utakat, hogy átvegyék, amikor szükségük van rá, különösen az agy károsodása esetén."

A viselkedés molekuláris változásokat hoz létre az agyban, mondta Fanselow. „Ha ismerjük azokat a molekuláris változásokat, amelyeket el akarunk érni, akkor viselkedés és gyógyszeres terápia segítségével megkísérelhetjük elősegíteni ezeket a változásokat. Úgy gondolom, hogy ez a legjobb alternatíva. A jövőbeni kezelések nem mind viselkedési vagy farmakológiai jellegűek lesznek, hanem mindkettő kombinációi. "

A tanulmány a folyóiratban jelent meg A Nemzeti Tudományos Akadémia közleményei.

Forrás: Kaliforniai Egyetem-Los Angeles