Mozog je nejsložitější biologický materiál a vyvíjel se stovky milionů let z jednoduchých neuronových sítí, které prováděly jednoduché naučené chování, jako je vyhýbání se nebezpečným situacím, aby se zvýšila míra přežití. Zásadní úloha vzpomínek je pro přežití klíčová, takže je samozřejmé, že konstelace vzájemně se ovlivňujících buněk, které vytvářejí paměťové engramy, musí sahat daleko zpět na evoluční časové škále.

Dnes však převládá dogma, že vzpomínky se vytvářejí v hipokampu a později se ukládají v mozkové kůře. Tento omezený pohled nebere v úvahu ostatní mozkové struktury, zejména evolučně starší mozkové struktury, provádějící dynamickou reorganizaci anatomických a funkčních okruhů pro tvorbu a ukládání vzpomínek.

V nedávné studii publikované v časopise Neuron mezinárodní interdisciplinární tým pod vedením ikerbaského výzkumníka Mazahira T. Hasana zdůvodnil, že paměťový „engram“ nebo „stopa“ se pravděpodobně tvoří a uchovává i v evolučně staré mozkové struktuře, jako je hypotalamus. Vědci se zaměřili na specifické typy buněk v hypotalamu, konkrétně na neurony produkující oxytocin – neuropeptid, který řídí různé emoční funkce mozku, včetně strachu.

Tým vyvinul novou genetickou metodu selektivního značení oxytocinových neuronů, které se rekrutují během učení, vytváření a obnovování paměti. Pomocí této techniky autoři zjistili, že v hypotalamických obvodech se skutečně vytvářejí a uchovávají kontextově specifické engramy a narušení těchto engramových obvodů drasticky ovlivňuje vzpomínky na strach.

Tento závěr vyplynul z experimentů, při nichž autoři propašovali do hypotalamu genetické přepínače určené k selektivnímu „značení“ oxytocinových neuronů aktivovaných při vyvolávání strachu. Do těchto „označených“ buněk byly geneticky vloženy viry s upravenými proteiny, které umožňovaly manipulovat s aktivitou neuronů buď stimulací modrým světlem k aktivaci označených buněk (tzv. optogenetika), nebo dodáním syntetické chemické látky k umlčení těchto neuronů (tzv. chemogenetika). Když vědci aktivovali tyto označené buňky, zvířata, která se naučila zamrznout v nebezpečném prostředí, se začala pohybovat; v podstatě se zablokoval projev strachu, dokud jsou neurony aktivovány. Když bylo modré světlo vypnuto, projevy strachu se vrátily. To ukazuje, že označené buňky „obsahují znalosti“ strachu. Autoři poté provedli opačný experiment, kdy umlčeli neurony engramu oxytocinu. Zjistili, že stejný obvod je potřebný také k vymazání strachu v procesu zvaném „vymírání“. Pozoruhodné je, že tyto buňky podléhají obrovské plasticitě a přepínají z pomalého přenosu zprostředkovaného neuropeptidem oxytocinem na rychlou reakci pomocí rychlého aktivačního glutamátového přenosu.

Tento objev „mění pravidla hry“, protože vyzývá k akci, která by zkoumala paměťové engramy v různých oblastech mozku, v nižších i vyšších mozkových strukturách. Pochopením anatomických a funkčních okruhů strachu by mělo být možné navrhnout inovativní strategie léčby lidských duševních onemocnění, kdy se paměť strachu stává patologickou, například u celkové úzkosti a zejména posttraumatických stresových poruch.

Více informací: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31104950