ایجاد خاطرات طولانی مدت نیازمند آسیب سلول های عصبی است _اخبار روانشناسی جزیره ذهن

جلنا رادولوویچ، MD، Ph.D.، استاد بخش دومینیک پی پورپورا، رهبر این مطالعه گفت: «التهاب نورون‌های مغز معمولاً چیز بدی در نظر گرفته می‌شود، زیرا می‌تواند منجر به مشکلات عصبی مانند آلزایمر و بیماری پارکینسون شود. استاد علوم اعصاب، استاد روانپزشکی و علوم رفتاری، و کرسی سیلویا و رابرت اس. اولنیک در علوم اعصاب در انیشتین. اما یافته‌های ما نشان می‌دهد که التهاب در نورون‌های خاصی در ناحیه هیپوکامپ مغز برای ساختن خاطرات طولانی‌مدت ضروری است.

هیپوکامپ از دیرباز به عنوان مرکز حافظه مغز شناخته می شود. دکتر رادولوویچ و همکارانش دریافتند که یک محرک چرخه ای از آسیب و ترمیم DNA را در نورون های خاص هیپوکامپ ایجاد می کند که منجر به مجموعه های حافظه پایدار می شود – خوشه هایی از سلول های مغزی که تجارب گذشته ما را نشان می دهند. الیزابت وود، دکتری. دانشجو و آنا سیکواریچ، فوق دکترای آزمایشگاه رادولوویچ، اولین نویسندگان این مطالعه در انیشتین بودند.

از شوک تا خاطرات پایدار

محققان این مکانیسم ایجاد حافظه را با دادن شوک های مختصر و خفیف به موش ها برای ایجاد خاطره از رویداد شوک (حافظه اپیزودیک) کافی کشف کردند. آن‌ها سپس نورون‌های ناحیه هیپوکامپ را تجزیه و تحلیل کردند و دریافتند که ژن‌های شرکت‌کننده در یک مسیر مهم سیگنال‌دهی التهابی فعال شده‌اند.

دکتر رادولوویچ، که همچنین مدیر موسسه تحقیقات روانپزشکی در Montefiore Einstein (PRIME) است، گفت: ما فعال شدن قوی ژن‌های دخیل در مسیر گیرنده 9 (TLR9) را مشاهده کردیم. این مسیر التهابی بیشتر به دلیل تحریک پاسخ‌های ایمنی با شناسایی قطعات کوچک DNA پاتوژن شناخته می‌شود. بنابراین در ابتدا فرض کردیم مسیر TLR9 فعال شده است زیرا موش‌ها عفونت داشتند. اما با نگاه دقیق‌تر، در کمال تعجب متوجه شدیم که TLR9 تنها در خوشه‌هایی از سلول‌های هیپوکامپ که آسیب DNA را نشان می‌دادند فعال شد.

فعالیت مغز به طور معمول باعث شکستگی های کوچک در DNA می شود که در عرض چند دقیقه ترمیم می شوند. اما در این جمعیت از نورون‌های هیپوکامپ، به نظر می‌رسد که آسیب DNA اساسی‌تر و پایدارتر است.

تحریک التهاب برای ایجاد خاطره

تجزیه و تحلیل بیشتر نشان داد که قطعات DNA، همراه با سایر مولکول‌های ناشی از آسیب DNA، از هسته آزاد شدند و پس از آن مسیر التهابی TLR9 نورون‌ها فعال شد. این مسیر به نوبه خود مجتمع های ترمیم DNA را تحریک می کند تا در یک مکان غیرعادی تشکیل شوند: سانتروزوم ها. این اندامک ها در سیتوپلاسم اکثر سلول های جانوری وجود دارند و برای هماهنگی تقسیم سلولی ضروری هستند. اما در نورون‌ها – که تقسیم نمی‌شوند – سانتروزوم‌های تحریک‌شده در چرخه‌های ترمیم DNA شرکت کردند که به نظر می‌رسید نورون‌های منفرد را در مجموعه‌های حافظه سازمان‌دهی می‌کرد.

دکتر رادولوویچ گفت: «تقسیم سلولی و پاسخ ایمنی در طول میلیون‌ها سال در زندگی حیوانات به شدت حفظ شده است و این امکان را برای ادامه حیات فراهم می‌کند و در عین حال از عوامل بیماری‌زای خارجی محافظت می‌کند. به نظر می‌رسد که در طول تکامل، نورون‌های هیپوکامپ این مکانیسم حافظه مبتنی بر ایمنی را با ترکیب مسیر TLR9 حساس به DNA پاسخ ایمنی با عملکرد سانتروزوم ترمیم DNA برای تشکیل خاطرات بدون پیشرفت به سمت تقسیم سلولی اتخاذ کرده‌اند.

مقاومت در برابر ورودی اطلاعات خارجی

در طول هفته مورد نیاز برای تکمیل فرآیند التهابی، نورون‌های کدکننده حافظه موش به طرق مختلف تغییر کرده‌اند، از جمله مقاوم‌تر شدن در برابر محرک‌های محیطی جدید یا مشابه. دکتر رادولوویچ گفت: «این نکته قابل توجه است، زیرا ما دائماً غرق اطلاعات هستیم و نورون‌هایی که خاطرات را رمزگذاری می‌کنند باید اطلاعاتی را که قبلاً به دست آورده‌اند حفظ کنند و با ورودی‌های جدید منحرف نشوند».

نکته مهم این است که محققان دریافتند که مسدود کردن مسیر التهابی TLR9 در نورون‌های هیپوکامپ نه تنها از تشکیل خاطرات طولانی‌مدت موش‌ها جلوگیری می‌کند، بلکه باعث بی‌ثباتی ژنومی عمیق می‌شود، یعنی فرکانس بالای آسیب DNA در این نورون‌ها.

دکتر رادولوویچ گفت: «بی ثباتی ژنومی یکی از علائم بارز پیری سریع و همچنین سرطان و اختلالات روانپزشکی و عصبی مانند آلزایمر است. داروهایی که مسیر TLR9 را مهار می کنند برای تسکین علائم طولانی مدت کووید پیشنهاد شده است. اما باید احتیاط کرد زیرا مهار کامل مسیر TLR9 ممکن است خطرات سلامتی قابل توجهی داشته باشد.

این مطالعه با عنوان “تشکیل مجموعه های حافظه از طریق مسیر سنجش DNA TLR9” است. سایر نویسندگان انیشتین عبارتند از: Hui Zhang، Ph.D.، Zorica Petrovic، BA، Anna Carboncino، Ph.D.، Kendra K. Parker، BA، Thomas E. Bassett، Ph.D.، Xusheng Zhang، MS سایر مشارکت کنندگان عبارتند از: نویسنده اول ولادیمیر جواسویچ، دکتری، در دانشگاه نورث وسترن، شیکاگو، IL; ماریا مولتسن، دکتری، نائوکی یاماواکی، دکتری، هانده لاگین، دکتری، جوانا کالوکا، دکتری، همه در دانشگاه آرهوس، آرهوس، دانمارک. فرحناز سنانبنسی، و آندره فیشر، دکترا، در مرکز پزشکی دانشگاه، گوتینگن، آلمان.