Nova istraživanja pokazuju da problemi s pamćenjem kod Alzheimerove bolesti možda ne nastaju zato što mozak prestaje „ponavljati“ nedavna iskustva tokom odmora, već zato što se taj proces odvija na poremećen i neusklađen način – upravo u trenutku kada bi sjećanja trebala da se učvrste.
Studiju su, na miševima, proveli naučnici s University College Londona (UCL), a rezultati su objavljeni u časopisu Current Biology. Autori navode da bi ovi nalazi mogli doprinijeti razvoju budućih terapija usmjerenih na ovaj poremećeni moždani proces, ali i pomoći u razvoju alata za ranije otkrivanje Alzheimerove bolesti.
Kako Alzheimerova bolest narušava rad moždanih ćelija
Koautorica studije, dr. Sarah Shipley (UCL Cell & Developmental Biology), pojasnila je da je Alzheimerova bolest uzrokovana nakupljanjem štetnih proteina i plakova u mozgu. Te promjene dovode do simptoma poput gubitka pamćenja i otežanog snalaženja u poznatom okruženju, ali još uvijek nije u potpunosti jasno na koji način ti plakovi remete normalne moždane procese.
„Alzheimerova bolest je uzrokovana nakupljanjem štetnih proteina i plakova u mozgu, što dovodi do simptoma poput gubitka pamćenja i poremećaja orijentacije – ali još uvijek nije dovoljno jasno kako tačno ti plakovi ometaju normalan rad mozga.
Željeli smo razumjeti kako se funkcija moždanih ćelija mijenja kako bolest napreduje, kako bismo utvrdili šta stoji iza ovih simptoma.
Kada se odmaramo, naš mozak inače ponavlja nedavna iskustva – smatra se da je to ključno za formiranje i očuvanje sjećanja. Otkrili smo da je taj proces ponavljanja poremećen kod miševa genetski modificiranih da razviju amiloidne plakove karakteristične za Alzheimerovu bolest, te da je taj poremećaj povezan s lošijim rezultatima na testovima pamćenja.”
Ova aktivnost ponavljanja odvija se u hipokampusu, dijelu mozga ključnom za učenje i pamćenje. Tokom odmora, specifični neuroni, poznati kao „ćelije mjesta“, aktiviraju se u brzim sekvencama koje odražavaju nedavna iskustva.
Ćelije mjesta, koje je otkrio nobelovac i UCL-ov neuroznanstvenik profesor John O’Keefe, neuroni su koji odgovaraju određenim lokacijama u prostoru. Dok se osoba ili životinja kreće kroz prostor, različite ćelije mjesta se aktiviraju određenim redoslijedom. Kasnije, tokom odmora, iste ćelije se obično ponovo aktiviraju u istom slijedu, pomažući mozgu da iskustvo sačuva kao sjećanje.
Praćenje moždane aktivnosti tokom zadataka pamćenja
Kako bi proučili ovaj proces, istraživači su testirali miševe u jednostavnom labirintu, istovremeno bilježeći moždanu aktivnost. Uz pomoć specijaliziranih elektroda, pratili su oko 100 pojedinačnih ćelija mjesta istovremeno, dok su se životinje kretale i potom odmarale.
Na taj način, tim je mogao uporediti normalne obrasce moždanog „ponavljanja“ s onima zabilježenim kod miševa s amiloidnom patologijom povezanom s Alzheimerovom bolešću.
Kod miševa s amiloidnim plakovima, proces ponavljanja izgledao je znatno drugačije. Iako su se događaji ponavljanja javljali jednako često kao kod zdravih miševa, obrasci su bili dezorganizirani. Umjesto da učvršćuju sjećanja, koordinirana aktivnost ćelija mjesta bila je „izmiješana“.
Istraživači su također primijetili da su ćelije mjesta kod oboljelih miševa s vremenom postajale manje stabilne. Pojedinačni neuroni prestajali su pouzdano predstavljati iste lokacije, naročito nakon perioda odmora, koji bi inače trebao jačati memorijske signale.
Pad sposobnosti pamćenja kod pogođenih miševa
Ove promjene imale su jasne posljedice na ponašanje. Miševi s poremećenim ponavljanjem pamćenja postizali su slabije rezultate u labirintu, često su se vraćali na već istražene puteve i djelovali kao da ne mogu zapamtiti gdje su prethodno bili.
Koautor studije, profesor Caswell Barry (UCL Cell & Developmental Biology), istakao je da istraživanje otkriva kvar u konsolidaciji pamćenja koji se može uočiti na nivou pojedinačnih neurona.
„Otkrili smo slom u načinu na koji mozak učvršćuje sjećanja, vidljiv na nivou pojedinačnih neurona. Ono što je posebno upečatljivo jeste da se proces ponavljanja i dalje dešava – ali je izgubio svoju normalnu strukturu. Nije riječ o tome da mozak prestaje pokušavati da konsolidira sjećanja; sam proces je jednostavno pošao po zlu.“
Značaj za rano otkrivanje i liječenje
Profesor Barry dodao je da bi ovi nalazi mogli pomoći u ranijem otkrivanju Alzheimerove bolesti ili u razvoju terapija usmjerenih na obnavljanje normalnog procesa ponavljanja pamćenja.
„Nadamo se da bi naši nalazi mogli pomoći u razvoju testova za rano otkrivanje Alzheimerove bolesti, prije nego što dođe do velikih oštećenja, ili dovesti do novih terapija koje ciljaju ovaj proces ponavljanja. Trenutno istražujemo možemo li utjecati na ponavljanje putem neurotransmitera acetilholina, koji je već meta lijekova za ublažavanje simptoma Alzheimerove bolesti. Boljim razumijevanjem mehanizma, nadamo se da će ti tretmani postati učinkovitiji.“
Istraživanje su proveli naučnici s UCL-ovih fakulteta za biološke i moždane nauke, uz podršku Cambridge Trusta, Wellcomea i Masonic Charitable Foundationa.
