Wissenschaftler nutzen Licht, Erinnerungen an Cokehead Mäuse zu ändern


Forscher von der University of Oxford wurden neu geschrieben, positive Erinnerungen im Zusammenhang mit Kokain in den Mäusen. Die Leistung konnte unser Verständnis des Gedächtnisses, und demonstriert, dass es neurologisch reverse tief verwurzelten schlechtes Benehmen, wie Drogenabhängigkeit kann erweitern.

Neurowissenschaftler Stéphanie Trouche und David Dupret aus Oxford MRC Brain Network Dynamics Unit trainiert Mäuse, um einen bestimmten Standort Kokain bevorzugen. Dann sie diese positiven Assoziationen mit Optogenetik verändert – eine genetische Technik in dem lebenden Gehirn Zellen manipuliert oder kontrolliert mit Licht (in der Regel über LWL-Kabel). Die Mäuse verloren ihre Vorliebe für die Kokain-assoziierten Umwelt, was darauf hindeutet, dass ihr Gedächtnis neu geschrieben hatte. Die Ergebnisse dieses Experiments finden Sie jetzt in Nature Neuroscience.

Wann immer ein Säugetier in einer bestimmten Umgebung, aktiv die spezialisierten Nervenzellen verbunden mit einem bestimmten Ort in ihre Hippocampus (der Teil des Gehirns verantwortlich für lang- und kurzfristige Gedächtniskonsolidierung und räumliche Navigation). Ortszellen ermöglichen ein Tier, eine mentale Repräsentation von einem bestimmten Standort zu bauen. Diese kognitive Karten können zu einer emotionalen Reaktion anhand eines Tieres Vorkenntnisse an einem bestimmten Ort gebunden. Zum Beispiel wenn eine Maus eine feindliche Katze in einem bestimmten Bereich auftritt, wird seine kognitive Landkarte verfügen über eine negative Assoziation, ausgedrückt als Angst. Alternativ wäre die Entdeckung einer leckeren Mahlzeit eine positive Assoziation mit diesem Standort Impressum.

Diese Verbände sind im Gehirn in Form von Gedächtnis Engramme gespeichert. Zurück im Jahr 2013 gelernt ein Forscherteam vom MIT, dass es möglich ist, falsche Engramme in eine Maus Geist, wodurch es an ein Erlebnis erinnern, die kam nie zu implantieren. Nach dem training einer Maus zu fürchten einen bestimmten Raum mit Elektroschocks, aktiviert die Forscher ein lichtempfindlichen Proteins in seinem Gehirn mithilfe der Optogenetik.

Wenn die Maus in einem Raum, die bekanntermaßen sicher gestellt wurde, löste das Licht die Erinnerung verbunden mit dem gefährlichen Raum, wodurch es zu frieren in Angst. Dies deutet darauf hin, dass es einen falsche-Speicher verbunden mit einem ganz anderen Raum gebildet hatte. Das Experiment bestätigt die langjährige Vorstellung, dass Erinnerungen im Gehirn physisch ansässig sind, und dass sie Gegenstand von Manipulationen sind.

Die neue Nature Neuroscience -Studie zeigt, dass auch dieser Standort-spezifischen Erinnerungen dauerhaft Umkodierung unterliegen. Erweiterung auf die Arbeit am MIT, durchgeführt Trouche und Dupret ein Experiment, um herauszufinden, ob es möglich war, ein Tier Verband mit einer bestimmten Umgebung als Mittel zur maladaptive Verhalten Einhalt zu Gebieten zu überschreiben. Unterwegs in das Experiment, waren die Forscher sicher, ob Ortszellen selektiv auf präzise Weise bearbeitet werden konnte, da jeweils zu mehreren räumlichen Darstellungen beitragen kann. Aber sie fand, dass dies sehr viel möglich.

Kokain, trainiert die Forscher Mäuse in einer bestimmten Umgebung bevorzugen. Wenn Sie die Wahl zwischen hängen in einer Kokain-assoziierten Umgebung oder eine Verbindung mit einer milden Salzlösung gegeben, lieber die Mäuse (nicht überraschend) Bummeln im Bereich Kokain verknüpft.

Als nächstes beschriftet die Wissenschaftler die Ortszellen in den Gehirnen der Mäuse, die aktiv waren, wenn sie in der Umgebung Kokain gekoppelt waren, dass sie lichtempfindliche Proteine zum Ausdruck bringt. Während die Mäuse die Kokain gepaart Umwelt erforscht wurden, wechselte die Forscher auf das Licht, das die tagged Neuronen zum Schweigen gebracht.

Zur gleichen Zeit verursacht dies einen Stapel von entlarvt "ruhigen Neuronen," d.h. ungebunden Ortszellen aktiv, ermöglichte die Entstehung einer alternativen kognitive Karte. Die Mäuse verloren sofort ihre Vorliebe für die Kokain-linked Lage, was darauf hindeutet, dass ihr Gedächtnis hatte umgeschrieben oder umcodiert, derart, dass die Umwelt nicht mehr mit der Droge verbunden war.

Dieses Ergebnis bestätigt die Engram Theorie der Gedächtniskonsolidierung, was darauf hindeutet, dass unsere Erinnerungen als biophysikalische und biochemische Veränderungen im Gehirn als Reaktion auf äußere Reize und Erfahrungen gespeichert sind. Es zeigt auch, dass bestimmte Verhaltensweisen, in diesem Fall maladaptive Verhaltensweisen verursacht durch Drogenabhängigkeit, manipuliert werden und sogar umgeschrieben, wobei Optogenetik. Aber es ist nicht ganz klar wie diese Arbeit für den Menschen gilt angesichts der Tatsache, dass Optogenetik Genmanipulation und den Einsatz von invasiven Fiber optic Implantate im Gehirn erfordert.

Egal, konnten diese Erkenntnisse begeistern die Entwicklung ähnlicher Interventionen durch Medikamente oder andere Mittel geliefert. Wie die Forscher in ihrer Studie "[unsere] Daten zeigen, dass Umkodierung eine selektive hippocampal Engramm ist eine starke Strategie zurücksetzen räumliche Erinnerungen und maladaptive Verhalten zu neutralisieren."

[Nature Neuroscience]

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