Новое исследование показывает, что проблемы с памятью при болезни Альцгеймера могут быть связаны с нарушением процесса воспроизведения мозгом недавних событий в состоянии покоя. Исследование, проведенное на мышах учеными из Университетского колледжа Лондона (UCL), указывает на сбой в процессе, который в норме помогает укреплять и сохранять воспоминания. По словам исследователей, их результаты, опубликованные в журнале Current Biology, могут помочь в разработке будущих лекарственных препаратов, нацеленных на устранение этого сбоя. Кроме того, эта работа может помочь в создании новых инструментов для более ранней диагностики болезни Альцгеймера, чем это возможно в настоящее время.
Соавтор исследования доктор Сара Шипли (UCL, кафедра клеточной биологии и биологии развития) объяснила, что болезнь Альцгеймера возникает из-за накопления в мозге вредных белков и бляшек. Эти изменения приводят к таким симптомам, как ухудшение памяти и трудности с ориентированием в знакомой обстановке, но до сих пор неясно, каким именно образом эти бляшки нарушают нормальную работу мозга.
“Болезнь Альцгеймера возникает из-за накопления в мозге вредных белков и бляшек, что приводит к таким симптомам, как ухудшение памяти и проблемы с ориентацией в пространстве, но до сих пор не совсем понятно, как именно эти бляшки нарушают нормальную работу мозга. Мы хотели понять, как меняется функционирование клеток мозга по мере развития болезни, чтобы определить, что вызывает эти симптомы.
Когда мы отдыхаем, наш мозг обычно воспроизводит недавние события — считается, что это ключевой процесс для формирования и сохранения воспоминаний. Мы обнаружили, что у мышей, у которых были искусственно выращены амилоидные бляшки, характерные для болезни Альцгеймера, этот процесс воспроизведения нарушен, и это нарушение связано с тем, насколько плохо животные справляются с заданиями на память”.
Этот процесс воспроизведения происходит в гиппокампе — области мозга, которая играет ключевую роль в обучении и памяти. Во время отдыха определенные нейроны, так называемые “клетки места”, активируются в быстрой последовательности, повторяя недавние события.
“Клетки места” — это нейроны, которые реагируют на определенные локации. Когда человек или животное перемещается в пространстве, разные “клетки места” активируются в определенном порядке. Позже, во время отдыха, те же клетки обычно активируются в той же последовательности, помогая мозгу сохранить этот опыт в виде воспоминания.
Чтобы изучить этот процесс, исследователи наблюдали за тем, как мыши справляются с простым лабиринтом, одновременно фиксируя активность их мозга. С помощью специальных электродов они смогли одновременно отслеживать активность примерно 100 отдельных клеток, отвечающих за пространственную ориентацию, пока животные исследовали лабиринт, а затем отдыхали.
Такой подход позволил команде сравнить нормальную активность мозга с той, что наблюдалась у мышей с амилоидной патологией, связанной с болезнью Альцгеймера.
У мышей с амилоидными бляшками воспроизведение воспоминаний происходило совсем по-другому. Повторные события происходили так же часто, как и у здоровых мышей, но лежащие в их основе паттерны уже не были упорядоченными. Вместо того чтобы закреплять воспоминания, скоординированная активность нейронов, отвечающих за пространственную ориентацию, становилась хаотичной.
Исследователи также заметили, что со временем нейроны, отвечающие за пространственную ориентацию, у мышей с амилоидными бляшками становились менее стабильными. Отдельные нейроны переставали стабильно реагировать на одни и те же места, особенно после периодов покоя, когда воспроизведение воспоминаний должно усиливать их. Эти изменения явно влияли на поведение мышей. Мыши с нарушенным воспроизведением воспоминаний хуже справлялись с прохождением лабиринта, часто возвращались на уже пройденные пути и, казалось, не могли вспомнить, где они уже были.
Соавтор исследования профессор Касвелл Барри (факультет клеточной биологии и биологии развития UCL) сказал, что исследование выявило нарушение процесса консолидации памяти, которое можно наблюдать на уровне отдельных нейронов. “Мы обнаружили сбой в процессе консолидации воспоминаний в мозге, который можно наблюдать на уровне отдельных нейронов. Поразительно, что повторные события все еще происходят, но они утратили свою нормальную структуру. Дело не в том, что мозг перестает пытаться консолидировать воспоминания, а в том, что сам процесс идет неправильно”.
Профессор Барри добавил, что эти результаты могут помочь исследователям выявлять болезнь Альцгеймера на более ранних стадиях или разрабатывать методы лечения, направленные на восстановление нормальной активности при воспроизведении воспоминаний.
“Мы надеемся, что наши результаты помогут разработать тесты для ранней диагностики болезни Альцгеймера, до того как будут нанесены обширные повреждения, или приведут к появлению новых методов лечения, нацеленных на этот процесс воспроизведения воспоминаний. Сейчас мы изучаем, можно ли управлять воспроизведением воспоминаний с помощью нейромедиатора ацетилхолина, на который уже воздействуют препараты, используемые для лечения симптомов болезни Альцгеймера. Мы надеемся, что, лучше разобравшись в механизме, мы сможем сделать эти методы лечения более эффективными”.
Университетский колледж Лондона. Пер.: PSYCHOL-OK.RU
