Tags

, , ,

Amintiri false implantate la şoareci cu ajutorul unui fascicul de lumină

Sursa: http://arstechnica.com/science/2013/07/fake-memory-implanted-in-mice-with-a-beam-of-light/

Şoarecii au fost învăţaţi să se teamă de o locaţie după ce nu se mai aflau în ea.

de Jonathan Webb, 25 iulie 2013, 10:10pm +0300

Dacă aţi fost vreodată frustraţi de amintiri stranii, gândiţi-vă puţin la şoarecii implicaţi într-un studiu publicat în jurnalul Science. Cercetătorii au reuşit să creeze în mod consecvent o „amintire falsă”, făcând şoarecii să se teamă de un loc de care nu aveau niciun motiv să le fie teamă. Amintirea a fost implantată prin transmiterea unei lumini albastre în creierul şoarecelui, care a declanşat un grup de neuroni aleşi cu atenţie.

8278165345_c534fe65cb_h-640x430Amintire vagă: Sunt sigur că am îngropat nişte brânză pe aici. Paul.J.Hurtado

Cercetătorii au folosit optogenetica, o tehnică ce permite controlarea cu acurateţe a circuitelor cerebrale. Controlul este obţinut prin exprimarea unor proteine care acţionează ca întrerupătoare la nivelul anumitor tipuri de celule ale creierului. Aceste întrerupătoare sunt nişte canale care, atunci când sunt atinse de o anumită culoare de lumină, permit particulelor încărcate să intre sau să iasă din neuroni, lucru care fie îi va activa, fie îi va dezactiva.

Susumu Tonegawa de la Massachusetts Institute of Technology, împreună cu colegii săi, au vrut să afle dacă pot să creeze o nouă asociere – o asociere negativă, activând întrerupătorul de la o amintire veche, neutră prin administrarea unei experienţe negative. Oare asta ar face şoarecele să fie speriat de vechea amintire?

Pentru a afla acest lucru, grupul lui Tonegawa a trebuit să identifice care neuroni stochează prima amintire şi să instaleze un întrerupător optogenetic. Şi-au dat seama cum să facă acest lucru anul trecut.

Neuronii care înregistrează informaţii noi se află localizaţi într-un anumit colţişor al hipocampului, structura cerebrală spiralată despre care ştim că este esenţială pentru formarea memoriei. Zona aceea, girusul dinţat, poate fi ţintită cu un virus, care acţionează ca un curier ce livrează gene care vor codifica întrerupătorul-proteină. Partea dificilă constă în a transmite virusul doar la celulele care sunt depozitarele amintirii alese. Tonegawa şi colegii lui au descoperit că pot să ţintească neuronii care sunt mai activi decât în mod obişnuit.

Înarmaţi cu această descoperire, ei au instalat declanşatorul optogenetic în neuronii care erau deosebit de activit atunci când şoarecele făcea cunoştinţă cu un nou mediu (îl vom numi Locul A). În ziua următoare, aflându-se într-un alt mediu, ei au administrat şoarecelui mici şocuri electrice, declanşând în acelaşi timp amintirea Locului A prin folosirea luminii. După aceea, deşi şoarecele nu avusese niciodată o experienţă negativă în Locul A, el se bloca pur şi simplu când era adus din nou în acel loc.

Într-un alt experiment, şoarecilor li s-a aplicat acelaşi tratament de şoc pe amintire, după care li s-a oferit să aleagă între Locul A şi un alt loc. Şoarecii au evitat Locul A. Un grup de şoareci la care acelaşi virus a fost inserat într-o altă parte a hipocampului nu a fost afectat deloc, iar animalele erau la fel de fericite în Locul A ca oriunde altundeva. Frica artificială necesita anume o alterare a girusului dinţat.

Ce e drept, „Aoleu, Locul A!” nu e la acelaşi nivel cu falsităţile complexe şi pline de efecte speciale din filmul Inception al lui Christopher Nolan. Nu putem să scriem amintiri noi. Cea mai bună analogie fictivă recentă pentru aceste experimente este pentru fanii trilogiei Hunger Games [Jocurile foamei]: în procesul de „hijacking”, autorităţile din Capitol transformă amintirile existente în amintiri traumatizante asociindu-le cu doze de otravă halucinogenă.

Sigur că nu vom şti niciodată ce anume îşi aminteşte şoarecele. Este puţin probabil ca declanşarea artificială a acelor celule selectate să evoce experienţa completă a revenirii în Locul A, deşi cu siguranţă că este suficientă pentru a îi influenţa comportamentul. Şoarecii care au fost duşi înapoi în Locul A după “hijacking” şi-au petrecut aproximativ o treime din timp blocaţi, în timp ce alţi şoareci au rămas blocaţi numai aproximativ 10% din timp.

Bietele animale de laborator îndură genul acesta de teste comportamentale de aproape un secol. Nu e o surpriză faptul că putem să antrenăm un şoarece să nu îi placă într-o cameră. Dar să facem asta atunci când şoarecele se află în cu totul altă cameră, declanşând amintirea prin lumină? O astfel de ştiinţă era imposibilă acum zece ani.

Când Francis Crick, renumit pentru că a dezvăluit structura ADN-ului, a avansat noţiunea de neuroni activaţi prin lumină, în 1999, el a numit-o „exagerată”. Acum, după doar ceva mai mult de zece ani, vedem în fiecare săptămână experimente noi în care diferite circuite sunt activate sau dezactivate cu ajutorul luminii, în care este afectată cogniţia şi sunt imitate sau reparate procesele care stau la baza bolilor mintale.

Acest articol avansează doar câteva idei modeste pe baza lucrărilor anterioare ale echipei lui Tonegawa şi a altor studii pe şoareci şi musculiţe. Dar el ilustrează puterea unei tehnici care a incitat comunitatea globală a neurosavanţilor.

Optogenetica a adus progrese tehnice surprinzătoare şi a schimbat modul în care lucrează mulţi neurosavanţi. Însă pentru mine rămâne o minune faptul că putem să controlăm celulele creierului – dacă nu chiar să creăm amintiri – cu ajutorul luminii.

Science, 2013. DOI: 10.1126/science.1239073 (About DOIs).

Jonathan Webb este candidat la doctorat la Universitatea Oxford. Acest articol a fost publicat prima dată în The Conversation.

Advertisements