"Ztracené" vzpomínky vznikající u mysí s raným Alzheimerovým onemocnením

Muze se stát, ze jeden den bude mozné obnovit vzpomínky na lidi s raným Alzheimerovým onemocnením podle nové studie publikované v Príroda, ve kterém vedci odhalují, jak to udelali práve u mysí s casnými príznaky onemocnení.
Hipokampální bunky spojené s strasnými vzpomínkami (zelené) byly aktivovány u Alzheimerových mysí pomocí optogenetiky, která vedla k získání ztracených vzpomínek.
Image credit: Dheeraj Roy

Jedním z nejcasnejsích príznaku Alzheimerovy choroby je ztráta pameti, která se postupne zhorsuje v prubehu progrese onemocnení.

Vedoucí autor Susumu Tonegawa z oddelení mozku a kognitivních ved na Massachusetts Institute of Technology (MIT) a kolegové naznacují, ze jedinci s casným Alzheimerovým postizením mají stále schopnost vytváret nové vzpomínky - mají jen potíze s jejich získáváním.

Vedci si mysleli, ze to muze být prípad po výsledcích studie, kterou provedli v lonském roce, ve kterém zjistili, ze mysi s retrográdní amnézií - ztráta pameti zpusobené stresem nebo traumatem - mely schopnost vytváret nové vzpomínky, a to navzdory zhorsení pameti .

V této studii Tonegawa a kolegové zjistili, ze byli schopni nacíst "ztracené" vzpomínky na tyto mysi pomocí techniky známé jako optogenetika, která zahrnuje pouzití svetla pro aktivaci a kontrolu specifických mozkových bunek nebo neuronu.

To primelo výzkumníky k myslení: mohla by být pouzita stejná technika pro získávání vzpomínek, které byly ztraceny v dusledku casné Alzheimerovy choroby? To je to, co se rozhodly prozkoumat s jejich nejnovejsím výzkumem.

Získávání ztracených vzpomínek pomocí optogenetiky

K dosazení svých nálezu tým geneticky pripravil dva kmeny mysí tak, aby v mozku vyvinuly klastry beta-amyloidního proteinu - známého jako plaky -, coz zpusobilo ztrátu pameti; stejný proces se domnívá, ze zpusobuje ztrátu pameti u lidí s Alzheimerovou chorobou.

K testování jejich ztráty pameti vedci umístili mysi do komory vedle normálních, zdravých mysí, kde vsichni dostali elektrický sok na nohu. Kdyz se vrátili do komory o nekolik hodin pozdeji, vsechny mysi vykazovaly strach.

Rychlá fakta o Alzheimerove chorobe

• Priblizne 5,3 milionu lidí v USA zije s Alzheimerovou chorobou
• Z nich asi dve tretiny tvorí zeny
• V lonském roce náklady Alzheimerovy choroby a dalsích demencí stály USA kolem 226 miliard dolaru.

Dalsí informace o Alzheimerove chorobe

Kdyz se o nekolik dní pozdeji vrátili do komory, normální mysi vykazovaly strach - coz naznacovalo, ze si pamatovali elektrický sok - zatímco mysi s Alzheimerovou chorobou se zdál, ze nemají pamet na sok nohou.

"Krátkodobá pamet se zdá být normální, v rádu hodin, ale pro dlouhodobou pamet se zdá, ze tyto casné Alzheimerovy mysi jsou zhorseny," ríká vedoucí studie autor Dheeraj Roy, rovnez oddelení biologie a oddelení mozku a kognitivní vedy na MIT.

Pomocí optogenetiky vsak výzkumníci ukázali, ze tyto mysi stále mají vzpomínky na sok nohou.

Tým vyvinul mysí Alzheimerovy choroby, aby vytvorili protein citlivý na svetlo nazvaný channelrhodopsin v neuronech v hipokampu - klícové oblasti mozku pro krátkodobou pamet - které jsou spojené s strasnými zázitky.

Vedci umístili mysi zpet do komory a aktivovali modifikované neurony tím, ze jim osvetlovaly svetlo. Zjistili, ze mysi okamzite projevily strach.

"Prímo aktivace bunek, o kterých si myslíme, ze drzí pamet, je dostává, aby je získali," ríká Roy. "To naznacuje, ze jde skutecne o prístup k informacím, ne ze by se tato pamet nemohly ucit nebo ulozit."

Nicméne, kdyz se mysi Alzheimerovy choroby vrátili do komnaty následující den, neukázali strach, coz naznacovalo, ze jejich vzpomínky na nozní sok byly znovu ztraceny.

Dosazení dlouhodobejsí pameti

Pro prístí cást studie se vedci rozhodli, zda mohou optogenetiku vyuzít k opetovnému zapnutí ztracených vzpomínek.

Po dobu 3 hodin opakovane svítily svetla na bunkách uvnitr entorinální kury Alzheimerových mysí - bunky, které byly spojeny s bunkami v hipokampu spojené s straslivou pametí. Toto pripojení k mozku je dulezité pro dlouhodobé ukládání pameti.

O týden pozdeji vedci umístili mysi zpet do komory. Zjistili, ze mysi znovu ukázaly strach, coz naznacuje, ze si pamatovali sok nohy, a to i pri absenci optogenetiky.

Navíc tým zjistil, ze mozkové bunky spojené s straslivou pametí mají delsí dendritické trny, které jsou výcnelky z dendritu, které umoznují neuronum komunikovat s ostatními.

Toto zvýsení délky dendritické pátere naznacuje, ze opakovaná optogenetická stimulace posílila spojení mezi hipokampu a entorinální kurou; u Alzheimerovy choroby jsou tyto spojení obvykle rozdeleny.

Rudolf Tanzi, profesor neurologie na Harvardské lékarské skole v Bostonu, MA, který nebyl zapojen do výzkumu, uvádí:

"Je to pozoruhodná studie poskytující první dukaz, ze nejdríve nedostatek pameti v Alzheimerove chorobe vyzaduje získání konsolidovaných informací. V dusledku toho jsou dusledky pro lécbu deficitu pameti Alzheimerova choroba zalozená na posilování synapse extrémne vzrusující."

Presnejsí techniku ??získávání pameti vyzadovanou pro lidské pouzití

Tým vsak poznamenává, ze optogenetická stimulace selhala, jestlize se cást bunek v entorinální kure, která byla lécena, byla prílis velká, coz naznacuje, ze pouzití techniky pametové retrievace u lidí by muselo být velmi cílené.

Výzkumníci ríkají, ze zatímco optogenetika je presná, je pro cloveka prílis invazivní, a soucasné metody dostupné pro lidské pouzití - jako je hluboká stimulace mozku - se zamerují prílis na mozek.

Ale Tonegawa ríká, ze existuje nadeje na presnejsí zpusob získávání vzpomínek u pacientu s casným Alzheimerovým onemocnením.

"Je mozné, ze v budoucnu bude vyvinut nejaká technologie, která by aktivovala nebo deaktivovala bunky hluboko uvnitr mozku, jako je hipokampus nebo entorinální kura, s vetsí presností," ríká. "Základním výzkumem provedeným v této studii jsou informace o cílové populaci bunek, které jsou rozhodující pro budoucí lécby a technologie."

Zdravotní novinky dnes nedávno informovala o jiné studii, která uvádí, ze zeny mohou být schopny udrzet své slovní pametové dovednosti déle nez muzi v pocátecních fázích Alzheimerovy choroby.