Дослідження щурів показує, як мозок переробляє себе після травми

Коли виявляється пошкоджено головний навчальний центр мозку, виникають нові нейронні ланцюги, щоб компенсувати втрачену функцію, виявило нове дослідження.

Дослідники з Каліфорнійського університету-Лос-Анджелеса та Інституту медичних досліджень Гарвана в Австралії виявили, що частини префронтальної кори приймають верх, коли гіпокамп - ключовий центр мозку для навчання та формування пам'яті - відключається.

Для дослідження дослідники Майкл Фанселов, доктор філософії. і Моріель Зеліковський провели лабораторні експерименти, показавши, що щури змогли навчитися новим завданням навіть після пошкодження гіпокампу. Незважаючи на те, що щурам потрібна була більша підготовка, ніж це було б зазвичай, вони, тим не менше, навчились зі свого досвіду, зазначають дослідники.

"Я сподіваюся, що мозок, ймовірно, повинен бути навчений досвідом", - сказав Фанселов, старший автор дослідження. "У цьому випадку ми дали тваринам проблему для вирішення".

Виявивши, що щури могли навчитися вирішувати проблеми, Зеліковський відправився в Австралію, щоб працювати з доктором Брайс Вісселем в Інституті Гарван. Там вони проаналізували анатомію змін, що відбулися в мозку щурів.

Їх аналіз виявив суттєві функціональні зміни в двох конкретних областях префронтальної кори.

"Цікаво, що попередні дослідження показали, що ці префронтальні ділянки кори також висвітлюються в мозку хворих на Альцгеймера, припускаючи, що подібні компенсаторні ланцюги розвиваються і у людей", - сказав Віссель.

"Хоча цілком ймовірно, що мозок хворих на Альцгеймера вже компенсує шкоду, це відкриття має значний потенціал для продовження цієї компенсації та поліпшення життя багатьох".

Гіпокамп відіграє важливу роль у обробці, зберіганні та запам'ятовуванні інформації, зазначають дослідники. За словами Фанселоу, він дуже чутливий до пошкодження внаслідок інсульту або нестачі кисню і "критично причетний" до хвороби Альцгеймера.

"До цього часу ми намагалися з'ясувати, як стимулювати відновлення в гіпокампі", - сказав він. "Зараз ми бачимо, як втручаються інші структури, і виникають цілі нові мозкові схеми".

Підрегіони в префронтальній корі компенсували по-різному, причому одна з субрегіонів - інфралімбічна кора - приглушувала свою активність, а інша субрегіон - прелімбічна кора - збільшувала свою активність, сказав Зеліковський.

Складна поведінка завжди передбачає взаємодію кількох відділів мозку між собою, при цьому повідомлення одного регіону впливає на реакцію іншого регіону, зазначив Фанселов. Ці молекулярні зміни породжують наші спогади, почуття та дії.

"Мозок сильно взаємопов'язаний - ви можете дістатись від будь-якого нейрона мозку до будь-якого іншого нейрона за допомогою приблизно шести синаптичних зв'язків", - сказав він. «Отже, існує багато альтернативних шляхів, якими мозок може скористатися, але зазвичай вони не використовують їх, якщо на це не змушують.

"Як тільки ми зрозуміємо, як мозок приймає ці рішення, ми можемо заохотити шляхи, щоб взяти на себе, коли це потрібно, особливо у випадку пошкодження мозку".

Поведінка створює молекулярні зміни в мозку, сказав Фанселов. «Якщо ми знаємо молекулярні зміни, які ми хочемо здійснити, то ми можемо спробувати сприяти цим змінам шляхом поведінки та медикаментозної терапії. Я думаю, що це найкраща альтернатива у нас. Майбутнє лікування буде не всім поведінковим або фармакологічним, а поєднанням обох ”.

Дослідження було опубліковане в журналі Праці Національної академії наук.

Джерело: Каліфорнійський університет-Лос-Анджелес