Kada doživimo traumatsko iskustvo, neuroni se ponovo povezuju na specifičan način formirajuću novu memoriju Foto: Shutterstock
Naučnici su dugo spekulisali o fizičkim promenama koje se dešavaju u mozgu kada se nakon nekog traumatskog iskustva formira nova memorija. Istraživanje National Institute for Physiological Sciences (NIPS)u dobroj meri rasvetljava ovu intrigantnu neurološku misteriju.
U studiji koja je nedavno objavljena u časopisu Nature Communications, istraživački tim je uspeo da otkrije neuronske mreže mozga uključene u pamćenje traume, ali i uspostavljanje novih memorijskih kanala. Korišćena je nova metoda koja kombinuje optičke pristupe i one zasnovane na mašinskom učenju, uz beleženje složenih promena koje se dešavaju tokom formiranja nove memorije. Praktično, locirani su mehanizmi pomoću kojih nastaju sećanja na traumu, ali se nakon nje i povezuju ponovo.
Tokom poslednje dve decenije, tehnički razvoj molekularnih, genetskih i optogenetskih metoda omogućio je da se identifikuju regioni mozga i specifične populacije neurona koje kontrolišu formiranje i pronalaženje novih asocijativnih sećanja. Na primer, dorzalni deo medijalnog prefrontalnog korteksa (dmPFC) je kritičan za pronalaženje asocijativnog pamćenja osećaja straha kod glodara.
Otkrivajući neurološku matricu formiranja traumatskog pamćenja, istraživači su iskoristili inovativne optičke i mašinske metodologije kako bi „dekodirali“ neuronske mreže mozga angažovane tokom stvaranja memorije traume.
Tim naučnika je identifikovao grupu neurona koja kodira memoriju straha, otkrivajući sinhronu aktivaciju i ključnu ulogu dorzalnog dela medijalnog prefrontalnog korteksa (dmPFC) u asocijativnom preuzimanju sećanja na pretrpljene traumatične događaje kod miševa.
Revolucionarni analitički pristupi, uključujući algoritam mašinskog učenja takozvane „elastične mreže“, otkrili su specifične neurone i njihovu funkcionalnu povezanost unutar prostorne i funkcionalne neuronske mreže pamćenja straha. Ova studija ne samo da potkrepljuje osnove principa da sećanja jačaju kroz poboljšane neuronske veze, već predstavlja pionirski, ali u potpunosti useli pokušaj u spajanju optike i mašinskog učenja za razjašnjavanje zamršene dinamike neuronskih mreža.
Pored inovacija u metodologiji, najvažniji kvalitet je svakako detektovanje neuronske populacije koja kodira pamćenje straha, uspostavljajući neuronsku mrežu upamćenih traumatičnih događaja i funkcionalno povezivanje sa novim neuronima. Takođe, otkriveno je kako se stvaraju nove asocijativne veze između različitih mreža (uslovljenih i bezuslovnih stimulusa), uz novo razumevanje obrade informacija, koje izaziva reakciju na strah.
Dobili smo dokaze o specifičnoj neuronskoj aktivaciji i sinhronizaciju tokom vraćanja memorije straha i izazvanih reakcija straha, kao što su smrzavanje i usporavanje srčane frekvencije, objasnio je autor i vođa studije Masakazu Agetsuma i dodao:
– Veštačkim putem smo kod miševa potisnuli reakcije straha. To ukazuje da je ovaj region mozga angažovan da se aktivira asocijativno pamćenje preživljenih traumatskih događaja. Budući da je povezan sa sistemima mozga koji su uključeni u učenje i povezane psihijatrijske bolesti, želeli smo da istražimo kako promene u dorzalnom delu medijalnog prefrontalnog korteksa regulišu nove informacije o asocijativnoj memoriji.
Međutim, način na koji neuroni u ovoj regiji kodiraju i preuzimaju asocijativnu memoriju i dalje nije u potpunosti shvaćen. To je jedna od stvari koje je istraživački tim imao za cilj. Poruka je jasna: potrebno je još istraživanja.
Prefrontalni neuroni se ponašaju na veoma složen način. Svaki neuron reaguje na različite senzorne i motoričke događaje. Naučnici su dalje analizirali prostorni raspored i funkcionalnu povezanost neurona, koristeći grafičko modeliranje.
– Uspešno smo otkrili neuronsku populaciju koja kodira pamćenje straha. Naše analize su pokazale da je uslovljavanje straha izazvalo formiranje neuronske mreže pamćenja straha aktivnošću nove grupe neurona. Oni su funkcionalno povezivali neurone pamćenja – kaže Agetsuma.
Izuzetno je važan zaključak da postoje direktni dokazi da je formiranje asocijativnog pamćenja bilo praćeno novom asocijativnom vezom između prvobitno različitih mreža. Odnosno, mreže uslovljenih i bezuslovnih stimulusa (na primer, iskustva straha). Naučna zajednica je saglasna da bi ova novootkrivena veza mogla olakšati obradu informacija pokretanjem reakcije straha kroz neuronsku mrežu.