Znajdź zawartość

Głęboka stymulacja specyficznych obszarów mózgu prowadzi do powstawania nowych neuronów i polepszenia pamięci oraz uczenia. Głęboka stymulacja mózgu [ang. deep brain stimulation, DBS] okazała się dość skuteczna w leczeniu zaburzeń ruchowych, np. w chorobie Parkinsona, lecz ostatnio zaczęto badać jej efektywność w przypadku szeregu zaburzeń neurologicznych i psychiatrycznych – tłumaczy dr Paul Frankland z Hospital for Sick Children (SickKids) w Toronto. Wiele wskazuje na to, że DBS będzie można wykorzystać w terapii zaburzeń pamięci. W ciągu życia nowe neurony powstają w różnych rejonach hipokampa, który odpowiada m.in. za pamięć i uczenie. Zespół Franklanda wykazał, że u dorosłych myszy godzinna stymulacja kory śródwęchowej, która jest ściśle powiązana anatomicznie i funkcjonalnie z formacją hipokampa, skutkuje 2-krotnym zwiększeniem liczby nowych neuronów w hipokampie. Nasilenie produkcji nowych neuronów utrzymywało się co prawda tylko przez tydzień, ale wszystkie powstałe w tym czasie komórki rozwijały się normalnie i tworzyły połączenia z sąsiednimi neuronami. Po 6 tygodniach naukowcy postanowili przetestować pamięć gryzoni. Sprawdzali, jak szybko myszy nauczą się poruszać po podeście zanurzonym w niewielkiej kałuży. W porównaniu do zwierząt z grupy kontrolnej, przedstawiciele grupy DBS spędzali więcej czasu na pływaniu w pobliżu podestu, co wskazuje, że stymulacja kory śródwęchowej usprawniła uczenie przestrzenne.

Posługując się zaimplantowanymi elektrodami i symulatorem jazdy samochodem, psycholodzy z University of Pennsylvania zidentyfikowali w mózgu neurony kierunku, które wykrywają ruch zgodny bądź przeciwny do ruchu wskazówek zegara (PNAS). Pojedyncza komórka kierunku uaktywnia się, gdy człowiek jedzie po wirtualnym rondzie w prawo i pozostaje "uśpiona", kiedy porusza się w lewo. To kolejny rodzaj neuronów miejsca, które wszystkie razem pomagają się nam przemieszczać do wybranego celu. Uzyskane przez Amerykanów wyniki potwierdzają, że kora śródwęchowa, w której odkryto neurony kierunku, określa ogólne właściwości aktualnego kursu, pomagając w ten sposób hipokampowi w stworzeniu poznawczej reprezentacji otoczenia. Ponieważ są to obszary związane z pamięcią, komórki kierunku pozwalają ludziom skojarzyć, w jakim kierunku przemieszczali się, widząc konkretny krajobraz. Ponadto dzięki nim zapamiętujemy dwa położone niedaleko od siebie widoki, gdyż często widzimy je, jadąc w określoną stronę. Profesor Michael Kahana i jego zespół prosili pacjentów przechodzących niezwiązaną z celem badania operację neurochirurgiczną o wzięcie udziału w komputerowej grze "Żółta taksówka". Za pomocą dżojstika badani nawigowali po zbudowanym na planie koła mieście. Do wylosowanego celu mieli się przemieszczać w kierunku zgodnym lub przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Gdy ochotnicy wykonywali zadanie, korzystając z ponad 1400 elektrod, psycholodzy śledzili wzorce aktywności ich mózgów. Zestawiali wskaźnik wyładowań poszczególnych neuronów (częstość generacji iglic) z konkretnymi zachowaniami danej osoby.

Białko występujące naturalnie w mózgach ssaków jest w stanie ograniczyć, a nawet całkowicie zatrzymać wzrost choroby Alzheimera - dowodzą badacze z Uniwerystetu Kalifornijskiego. O ich odkryciu informuje czasopismo Nature Medicine. Do odkrycia doszło podczas badania właściwości mózgowego czynnika neurotrofowego (ang. brain-derived neurotrophic factor - BDNF). Jak dowiedziono dzięki szeregowi doświadczeń na kilku gatunkach ssaków, w niektórych przypadkach jest on w stanie całkowicie zablokować degenerację mózgu związaną z rozwojem choroby Alzheimera. W prawidłowo funkcjonującym organizmie badana proteina wytwarzana jest przez tzw. korę śródwęchową - element mózgu współpracujący z hipokampem i wspomagający pamięć epizodyczną i przestrzenną. Produkcja tego białka obniża się w przebiegu choroby Alzheimera i wiele wskazuje na to, że właśnie zjawisko to może być jedną z przyczyn schorzenia. Aby potwierdzić rolę badanej substancji, przeprowadzono serię eksperymentów, do których wykorzystano m.in. transgeniczne myszy podatne na rozwój choroby Alzheimera, hodowle komórkowe, starzejące się szczury i rezusy, a także zwierzęta z uszkodzoną korą śródwęchową. W każdym z modeli porównywano żywotnośc neuronów stymulowanych BDNF (białko to podawano zarówno w formie gotowego białka, jak i genu, na podstawie którego komórki wytwarzały je samodzielnie) oraz pozbawionych dostępu do tej substancji. Przeprowadzone doświadczenia wykazały, że stymulacja neuronów badaną proteiną poprawiała kondycję umysłową zwierząt, wpływając korzystnie na ich zdolność do zapamiętywania oraz uczenia się. Znacznemu polepszeniu ulegała też żywotność komórek nerwowych, które były wyraźnie większe i bardziej aktywne pod względem sygnalizacji międzykomórkowej. Korzystne objawy zaobserwowano szczególnie w obrębie hipokampa, będącego pierwszym obszarem mózgu atakowanym zwykle przez chorobę Alzheimera. BDNF nie jest pierwszym związkiem o potwierdzonym działaniu ochronnym na neurony. Wcześniej ten sam zespół wykazał korzystny wpływ białka o nazwie NGF, czyli nerwowego czynnika wzrostu (ang. nerve growth factor), na ich kondycję. Obecnie trwają testy kliniczne terapii polegających na podawaniu genu kodującego tę proteinę wprost do mózgów pacjentów. Badacze z Uniwersytetu Kalifornijskiego zapowiedzieli podjęcie starań o uruchomienie serii podobnych badań na ludziach z wykorzystaniem BDNF.