Η κλιμάκωση του φόβου προκαλεί τον σχηματισμό ενός νευρωνικού δικτύου μνήμης φόβου μέσα στον εγκέφαλο.
Οι ερευνητές εδώ και καιρό κάνουν υποθέσεις σχετικά με τις φυσικές μεταβολές που συμβαίνουν στον εγκέφαλο όταν διαμορφώνεται μια νέα μνήμη. Τώρα, έρευνα από το Εθνικό Ινστιτούτο Φυσιολογικών Επιστημών (NIPS) έριξε φως σε αυτό το ενδιαφέρον νευρολογικό μυστήριο.
Σε μια μελέτη που δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο Nature Communications, η ερευνητική ομάδα κατάφερε να ανιχνεύσει τα νευρωνικά δίκτυα του εγκεφάλου που εμπλέκονται στη μνήμη του τραύματος, χρησιμοποιώντας μια νέα μέθοδο που συνδυάζει οπτικές προσεγγίσεις και προσεγγίσεις που βασίζονται στη μηχανική μάθηση, αποτυπώνοντας τις πολύπλοκες αλλαγές που συμβαίνουν κατά το σχηματισμό της μνήμης και αποκαλύπτοντας τους μηχανισμούς με τους οποίους δημιουργούνται οι μνήμες τραύματος.
Τα ζώα μαθαίνουν να προσαρμόζονται στα μεταβαλλόμενα περιβάλλοντα για την επιβίωσή τους. Η συνειρμική μάθηση, η οποία περιλαμβάνει την κλασική προετοιμασία, είναι ένας από τους απλούστερους τύπους μάθησης και έχει μελετηθεί εντατικά τον τελευταίο αιώνα. Τις τελευταίες δύο δεκαετίες, οι τεχνικές εξελίξεις στις μοριακές, γενετικές και οπτογενετικές μεθόδους κατέστησαν δυνατή την ταυτοποίηση εγκεφαλικών περιοχών και συγκεκριμένων πληθυσμών νευρώνων που ελέγχουν τον σχηματισμό και την ανάκληση νέων συνειρμικών αναμνήσεων.
Για παράδειγμα, το ραχιαίο τμήμα του μέσου προμετωπιαίου φλοιού (dorsal part of the medial prefrontal cortex – dmPFC) είναι κρίσιμο για την ανάκτηση της συνειρμικής μνήμης φόβου στα τρωκτικά. Ωστόσο, ο τρόπος με τον οποίο οι νευρώνες σε αυτή την περιοχή κωδικοποιούν και ανακτούν τη συνειρμική μνήμη δεν είναι καλά κατανοητός, κάτι που η ερευνητική ομάδα είχε ως στόχο να αντιμετωπίσει.
Η dmPFC παρουσιάζει συγκεκριμένη νευρωνική ενεργοποίηση και συγχρονισμό κατά την ανάκτηση της μνήμης φόβου και τις προκλητές αντιδράσεις φόβου, όπως το πάγωμα και η επιβράδυνση του καρδιακού ρυθμού, εξηγεί ο επικεφαλής συγγραφέας Masakazu Agetsuma.
Η τεχνητή αποσιώπηση του dmPFC σε τρωκτικά κατέστειλε τις αποκρίσεις φόβου, υποδεικνύοντας ότι αυτή η περιοχή απαιτείται για την ανάκληση της συνειρμικής μνήμης φόβου. Επειδή συνδέεται με συστήματα του εγκεφάλου που εμπλέκονται στη μάθηση και στις σχετικές ψυχιατρικές ασθένειες, θέλαμε να διερευνήσουμε πώς οι αλλαγές στο dmPFC ρυθμίζουν ειδικά τις νέες πληροφορίες της συνειρμικής μνήμης.
Διαβάστε σχετικά: Το κόστος του Φόβου
Η ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε διαμήκη απεικόνιση δύο φωτονίων και διάφορες τεχνικές υπολογιστικής νευροεπιστήμης για να προσδιορίσει πώς αλλάζει η νευρική δραστηριότητα στον προμετωπιαίο φλοιό ποντικού μετά τη μάθηση σε ένα παράδειγμα κλιματισμού φόβου. Οι προμετωπιαίοι νευρώνες συμπεριφέρονται με εξαιρετικά πολύπλοκο τρόπο και κάθε νευρώνας ανταποκρίνεται σε διάφορα αισθητηριακά και κινητικά γεγονότα.
Εντοπίσαμε με επιτυχία έναν νευρωνικό πληθυσμό που κωδικοποιεί τη μνήμη φόβου, λέει ο Agetsuma. Οι αναλύσεις μας έδειξαν ότι η κλιμάκωση του φόβου προκάλεσε τον σχηματισμό ενός νευρωνικού δικτύου μνήμης φόβου με νευρώνες “κόμβους” που συνέδεαν λειτουργικά τους νευρώνες μνήμης.
Οι αναμνήσεις θεωρείται από καιρό ότι σχηματίζονται με την ενίσχυση των νευρωνικών συνδέσεων, οι οποίες ενισχύονται με την επαναλαμβανόμενη ενεργοποίηση ομάδων νευρώνων. Τα ευρήματα της παρούσας μελέτης, τα οποία βασίστηκαν τόσο σε παρατηρήσεις στην πραγματική ζωή όσο και σε ανάλυση βάσει μοντέλου, υποστηρίζουν αυτό το σκεπτικό.
Επιπλέον, η μελέτη καταδεικνύει πώς μπορούν να χρησιμοποιηθούν συνδυασμένες μέθοδοι (οπτική και μηχανική μάθηση) για την οπτικοποίηση της δυναμικής των νευρωνικών δικτύων με μεγάλη λεπτομέρεια. Οι τεχνικές αυτές θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την αποκάλυψη πρόσθετων πληροφοριών σχετικά με τις νευρολογικές αλλαγές που σχετίζονται με τη μάθηση και τη μνήμη.
Έρευνα: Masakazu Agetsuma et al, Activity-dependent organization of prefrontal hub-networks for associative learning and signal transformation, Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-41547-5
Απόδοση – Επιμέλεια: PsychologyNow.gr
Πηγή
*Απαγορεύεται ρητώς η αναπαραγωγή χωρίς προηγούμενη άδεια των υπευθύνων της ιστοσελίδας*
