Jak nasze wspomnienia są powiązane

W skrócie, nasze mózgi działają jak masowo równoległe procesory. Jedną z ich podstawowych funkcji jest tworzenie skojarzeń między różnymi rzeczami – kiedy pamiętamy jedną rzecz, która wyzwala inne wspomnienia, w tym szczegóły dotyczące pierwotnego wspomnienia, ale także innych wspomnień. Nasze mózgi to maszyny asocjacyjne. Jest to nie tylko nieodłączne od tego, jak pamiętamy, ale także od tego, jak myślimy. Wiele literatury, opowiadań, metafor i kreatywności wywodzi się ze skojarzeń. Jak to działa na poziomie neuronalnym? Można śmiało powiedzieć, że jest to skomplikowane, ale naukowcy starali się wyjaśnić jeden malutki fragment obrazu.

Badali szczury, które uczyły się poruszać w różnych klatkach, w których znajomość jednej klatki daje korzyści przy poruszaniu się w drugiej. W ten sposób mogli badać powiązanie pamięci obu klatek razem. Skupili się na ekspresji receptora CC chemokin typu 5 (CCR5), receptora odpornościowego, który ulega ekspresji w mózgu. Odkryli, że zwiększona ekspresja CCR5 prowadzi do zmniejszenia zdolności do łączenia dwóch wspomnień u testowanych szczurów. Następnie usunęli gen CCR5 w jednej grupie szczurów i miały one znacznie lepszą zdolność łączenia dwóch wspomnień. Zatem wiązanie ligandu CCR5 z receptorem wydaje się hamować wiązanie wspomnień.

Dlaczego receptor odpornościowy miałby blokować łączenie pamięci? Przede wszystkim ewolucja jest oszczędna, wykorzystuje to, co ma pod ręką, i zmienia cele istniejących biologicznych elementów, zamiast wymyślać całkowicie nowe elementy (co oznacza, że takie rzeczy częściej zdarzają się losowo). Ale dlaczego w mózgu miałby znajdować się receptor, który blokuje połączenie pamięciowe? Cóż, w jaki sposób mózg w ogóle „decyduje” o łączeniu wspomnień? Nie wszystkie wspomnienia są jednakowo powiązane ze wszystkimi innymi wspomnieniami. To byłoby bez sensu. Połączenie musi być znaczące. Podstawowym kryterium, którego używa mózg, aby określić, jak bardzo dwa wspomnienia są powiązane, jest skojarzenie czasowe – zdarzenia, które zachodzą razem, są ze sobą powiązane. To ma sens, ale musi istnieć jakiś mechanizm. A także – jak blisko w czasie muszą nastąpić dwa zdarzenia, zanim zostaną połączone i jak regulowane jest to ustawienie czasowe?

To są dobre pytania, które dopiero będą musiały zostać zbadane, ale ci badacze odkryli, że CCR5 odgrywa rolę w tłumieniu powiązań. Dla neurologa ma to sens – mózg w dużej mierze działa poprzez hamowanie. Aby neurony działały prawidłowo, musisz stłumić wszystkie niechciane neurony. Tutaj, aby połączyć wspomnienia, które muszą być połączone, musisz także stłumić łączenie wspomnień, których nie chcesz łączyć. Czego faktycznie dokonuje zwiększenie ekspresji CCR5, to zawężenie okna czasowego, w którym wspomnienia zostaną połączone.

Istnieje kilka dodatkowych faktów ważnych w tej sprawie. Jednym z nich jest to, że ekspresja CCR5 wzrasta wraz z wiekiem. Może to być zatem mechanizm, dzięki któremu nasza zdolność do tworzenia i łączenia wspomnień zmniejsza się wraz z wiekiem. Dlatego jeśli w jakiś sposób stłumimy aktywność CCR5, możemy być w stanie wyleczyć spadek pamięci w starszym wieku, a może nawet niektóre rodzaje demencji. Okazuje się, że istnieje już zatwierdzony przez FDA lek, który blokuje CCR5. Czemu? Ponieważ wirus HIV wykorzystuje receptor CCR5, aby pomóc sobie w zainfekowaniu komórek odpornościowych i mózgowych. Lek marawirok został opracowany i zatwierdzony jako lek przeciw HIV, który zapobiega przedostawaniu się wirusa do komórek. Jest to niezwykle pomocne, ponieważ znacznie łatwiej jest prowadzić badania nad już zatwierdzonym lekiem. Możesz pominąć wszystkie wymagane dane dotyczące bezpieczeństwa i wstępne badania z zakresu farmakologii i przejść od razu do badań klinicznych sprawdzających skuteczność. Jeśli to zadziała, lek może być użyty natychmiast. Firma może wtedy zdecydować, czy chce skorzystać z dodatkowego wskazania zatwierdzonego przez FDA (co jest zasadniczo decyzją marketingową).

Jest oczywiście za wcześnie, aby stwierdzić, czy marawirok lub podobny lek będzie miał klinicznie znaczący wpływ na pamięć w normalnym procesie starzenia. Musimy przeprowadzić badania kliniczne, aby to stwierdzić, ale jest to obiecujące (co statystycznie nie jest tak wiele warte, jak mogłoby się wydawać, ale to jest coś). A może naukowcy wyjaśnią dalsze aspekty tego systemu powiązań pamięciowych, które zapewnią dalsze możliwe zastosowania kliniczne. W ten sposób łączymy naukę podstawową z nauką translacyjną. Jest to redukcjonistyczne i mechanistyczne, ale działa.

How Memories Are Linked

NeuroLogica Blog, 26 maja 2022

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska