Az agy a legösszetettebb biológiai anyag, és több százmillió év alatt fejlődött ki egyszerű neurális hálózatokból, egyszerű tanult viselkedési formákat végrehajtva, mint például a veszélyes helyzetek elkerülése a túlélési esélyek javítása érdekében. Az emlékek alapvető szerepe a túlélés szempontjából kulcsfontosságú, így magától értetődik, hogy az emlékezeti engrammokat alkotó, egymással kölcsönhatásban álló sejtek konstellációjának jóval korábbra kell visszanyúlnia az evolúciós időskálán.
A ma uralkodó dogma azonban az, hogy az emlékek a hippokampuszban alakulnak ki, és később a kéregben tárolódnak. Ez a korlátozott nézet nem veszi figyelembe a többi agyi struktúrát, különösen az evolúciósan régebbi agyi struktúrákat, amelyek az emlékek kialakításához és tárolásához szükséges anatómiai és funkcionális áramkörök dinamikus újraszerveződését végzik.
A Neuron folyóiratban nemrég megjelent tanulmányban egy nemzetközi interdiszciplináris csapat, Mazahir T. Hasan ikerbaszk kutató vezetésével arra a következtetésre jutott, hogy az emlékezeti “engram” vagy “nyom” valószínűleg az evolúciósan régi agyi struktúrában, például a hipotalamuszban is kialakul és megmarad. A tudósok a hipotalamusz bizonyos sejttípusait vették célba, nevezetesen az oxitocint – egy neuropeptidet – termelő neuronokat, amelyek különböző érzelmi agyi funkciókat, köztük a félelmet is irányítják.
A kutatócsoport új genetikai módszert dolgozott ki az oxitocin neuronok szelektív megjelölésére, amelyek a tanulás, az emlékképzés és a memória előhívása során rekrutálódnak. Ezzel a technikával a szerzők felfedezték, hogy a hipotalamusz áramköreiben valóban kontextus-specifikus engramok alakulnak ki és maradnak fenn, és ezen engramáramkörök perturbációja drasztikusan befolyásolja a félelmi emlékeket.
Ez a következtetés azokból a kísérletekből származik, amelyekben a szerzők olyan genetikai kapcsolókat csempésztek a hipotalamuszba, amelyek célja a félelem előhívása során aktiválódó oxitocin neuronok szelektív “megjelölése”. Ezeket a “megjelölt” sejteket genetikailag olyan vírusokkal töltötték fel, amelyekben mesterséges fehérjékkel manipulálták a neuronális aktivitást vagy kék fény stimulálásával a megjelölt sejtek aktiválására (úgynevezett optogenetika), vagy szintetikus kémiai anyag bejuttatásával ezen neuronok elnémítására (úgynevezett kemogenetika). Amikor a kutatók aktiválták ezeket a megjelölt sejteket, az állatok, amelyek megtanultak megdermedni egy veszélyes környezetben, elkezdtek mozogni; lényegében a félelem kifejeződése blokkolva volt mindaddig, amíg a neuronok aktiválva vannak. Amikor a kék fényt kikapcsolták, a félelemkifejeződés visszatért. Ez azt mutatja, hogy a megjelölt sejtek “tartalmazzák a félelemmel kapcsolatos tudást”. A szerzők ezután a fordított kísérletet végezték el úgy, hogy elnémították az engram oxitocin neuronokat. Azt találták, hogy ugyanerre az áramkörre van szükség a félelem eltörléséhez is, az úgynevezett “kihalás” folyamatában. Figyelemre méltó, hogy ezek a sejtek óriási plaszticitáson mennek keresztül, a neuropeptid oxitocin által közvetített lassú átvitelről a gyors aktiváló glutamát átvitel által közvetített gyors válaszra váltva.”
Ez a felfedezés “mindent megváltoztat”, mivel cselekvésre szólít fel az emlékezeti engramok különböző agyi régiókban, mind az alacsonyabb, mind a magasabb agyi struktúrákban történő feltárása érdekében. Az anatómiai és funkcionális félelemáramkörök megértésével lehetővé válhat innovatív stratégiák tervezése az emberi mentális betegségek kezelésére, amikor a félelem emlékezete patológiássá válik, mint például az általános szorongás és különösen a poszttraumás stresszbetegségek esetében.
Bővebb információért: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31104950