Amintirile de durată au un cost, deteriorarea ADN-ului și inflamația celulelor cerebrale. Când creierul restabilește amintirile, respinge noile informații

Stiinta, creier / FOTO: Profimedia Images
1 aprilie 2024, 09:28 (actualizat 1 aprilie 2024, 09:32)

Gândiți-vă la o amintire cu adevărat vie. Poate că a fost o zi de naștere specială, un accident terifiant sau o aventură care v-a schimbat viața. Aceste amintiri rămân în creierul dumneavoastră – priveliștile, sunetele, poate chiar mirosurile – mult mai mult timp decât detaliile cotidiene ale vieții dumneavoastră. Dar cum decide creierul tău ce să păstreze și ce să lase să se estompeze?

Oamenii de știință de la Colegiul de Medicină Albert Einstein cred că răspunsul se află în ceva surprinzător și ușor tulburător: deteriorarea controlată a ADN-ului și inflamația din interiorul celulelor creierului dumneavoastră. Sună înfricoșător, dar ar putea fi secretul modului în care ne formăm amintiri de durată, scrie earth.com, care preia un studiu din Nature.

Inflamația nu este întotdeauna inamicul

„Inflamația neuronilor cerebrali este considerată de obicei un lucru rău, deoarece poate duce la probleme neurologice precum Alzheimer și Parkinson”, explică Dr. Jelena Radulovic, cercetătorul în neuroștiințe care a condus studiul. „Dar descoperirile noastre sugerează că inflamația în anumiți neuroni din regiunea hipocampală a creierului este esențială pentru a crea amintiri de lungă durată”.

Hipocampul este o parte a creierului implicată în principal în memorie. Numele „hipocampus” provine din cuvintele grecești „hippos”, care înseamnă „cal”, si „kamppos”, care înseamnă „monstru marin”, deoarece structura se aseamănă unui cal de mare.

Acum, echipa Dr. Radulovic a dezvăluit un mecanism fascinant care acționează în cadrul acestei structuri.

Șocuri cerebrale, leziuni ale ADN-ului și construirea unei memorii


Cercetătorii au făcut experimente pe șoareci, aplicându-le șocuri scurte și ușoare. Acest lucru a creat o amintire a evenimentului neplăcut, cunoscută sub numele de memorie episodică.

Analizând creierul șoarecilor, oamenii de știință au descoperit ceva izbitor – genele implicate într-o cale inflamatorie importantă fuseseră activate în hipocampus.

Această cale, numită Toll-Like Receptor 9 (TLR9), face parte, în mod normal, din răspunsul nostru imunitar. Aceasta este concepută pentru a detecta bucăți de ADN străin din viruși sau bacterii, declanșând apărarea noastră. Dar aici, se pare că joacă un rol diferit.

Șocul ușor a provocat mici rupturi în ADN-ul din anumiți neuroni din hipocampus. Acest tip de deteriorare și reparare de rutină a ADN-ului se întâmplă tot timpul. Cu toate acestea, în acești neuroni care formează memoria, daunele păreau mai semnificative și de lungă durată.

Nucleul celulei a eliberat bucățile rupte de ADN și alte molecule rezultate, activând calea TLR9.

Stația de recreere „a amintirilor din creier”

Acest răspuns inflamator a declanșat apoi o cascadă de evenimente: fenomenele de reparare a ADN-ului s-au mutat într-un loc neobișnuit – centrosomii.

Centrosomii sunt structuri minuscule din celulă, responsabile, de obicei, pentru a ajuta celulele să se dividă. Dar neuronii nu se divid, deci ce caută ei aici?

Echipa doctorului Radulovic crede că aici se întâmplă magia memoriei. Centrosomii, activați de inflamație, devin centre de reparare extinsă a ADN-ului.

Procesul de refacere a memoriei

Acest proces de reparare pare să lege acești neuroni între ei, creând un „ansamblu de memorie” dedicat stocării experienței respective.

„Diviziunea celulară și răspunsul imunitar au fost foarte bine conservate în viața animalelor de-a lungul a milioane de ani”, spune Dr. Radulovic.

„Pare probabil că, de-a lungul evoluției, neuronii hipocampului au adoptat acest mecanism de memorie bazat pe imunitate, combinând calea TLR9 de detectare a ADN-ului din cadrul răspunsului imunitar cu o funcție de reparare a centrosomului ADN pentru a forma amintiri fără a progresa spre diviziunea celulară”, a continuat expertul.

Când creierul reface amintirile de lungă durată, respinge noile informații

Iată o altă parte intrigantă: atunci când acești neuroni care codifică memoria sunt ocupați cu acest proces inflamator de reparare, ei se opun temporar noilor informații.

Acest lucru are sens – imaginați-vă că încercați să vă concentrați asupra construirii unui lucru complicat în timp ce cineva vă întrerupe constant.

„Acest lucru este demn de remarcat”, a declarat Dr. Radulovic, „deoarece suntem în mod constant inundați de informații, iar neuronii care codifică amintirile trebuie să păstreze informațiile pe care le-au dobândit deja și să nu fie „distrași” de noi intrări.”

Partea întunecată a inflamației

Este important de reținut: să te joci cu căile inflamatorii ale creierului este ceva riscant. Acești oameni de știință au descoperit că, dacă au blocat complet calea TLR9, au oprit formarea memoriei pe termen lung și, de asemenea, au dus la instabilitate genomică – adică atunci când daunele aduse ADN-ului scapă de sub control.

„Instabilitatea genomică este considerată un semn distinctiv al îmbătrânirii accelerate, precum și al cancerului și al tulburărilor psihiatrice și neurodegenerative, cum ar fi Alzheimer”, avertizează Dr. Radulovic.

Implicațiile studiului

Această descoperire, deși se află încă în stadii incipiente, aruncă o lumină asupra unei căi neexplorate anterior pentru înțelegerea și, eventual, tratarea tulburărilor de memorie.

Ea dă speranță în ceea ce privește lupta împotriva bolilor cunoscute pentru că ne răpesc memoria cu deschizând drumul către noi terapii.

Înțelegerea sistemului imunitar a evoluat. Această cercetare sugerează că inflamația, controlată și canalizată cu atenție, ar putea deține o putere neașteptată, ca un colaborator în dansul complex al formării și stocării memoriei.

Implicațiile se întind. Imaginați-vă un viitor în care șubrezirea memoriei nu este un diagnostic inevitabil.

Cum este legată calea TLR9 de creier și de amintiri

Corpul nostru are un sistem imunitar care ne ajută să luptăm împotriva germenilor precum bacteriile și virușii. O parte importantă a acestui sistem este calea receptorului Toll-like 9 (TLR9), care ajută organismul nostru să recunoască și să răspundă la anumite tipuri de ADN găsite în acești germeni.

Ce este TLR9 și unde se găsește?

TLR9 este ca un detector special pe care organismul nostru îl folosește pentru a găsi germenii răi. Se găsește în principal în două tipuri de celule imunitare: celulele dendritice plasmocitoide (pDC) și celulele B. Aceste celule păstrează TLR9 în interiorul lor până când trebuie să-l folosească pentru a detecta germenii.

TLR9 caută modele specifice în ADN-ul bacteriilor și al virusurilor. Aceste modele sunt ca niște amprente digitale care ajută TLR9 să identifice germenii răi. Când TLR9 găsește aceste modele, se agață de ADN și se pregătește să dea alarma.

Odată ce TLR9 se agață de ADN-ul germenilor, recrutează un ajutor numit MyD88. MyD88 cheamă apoi mai mulți ajutoare, formând o echipă care lucrează împreună pentru a trimite semnale către alte părți ale sistemului imunitar. Aceste semnale sunt ca niște mesaje care îi spun organismului nostru să înceapă să lupte împotriva germenilor.

Combaterea germenilor și menținerea echilibrului

Atunci când sistemul imunitar primește mesajele de la TLR9 și de la ajutoarele sale, începe să producă proteine speciale numite citokine și interferoni. Aceste proteine sunt ca niște soldați care ajută organismul nostru să lupte împotriva germenilor.

Ele fac acest lucru prin activarea altor celule imunitare, cum ar fi macrofagele, celulele ucigașe naturale (NK) și celulele T, care lucrează împreună pentru a scăpa de germeni.

Corpul nostru trebuie să fie atent să nu reacționeze exagerat la germeni, altfel ar putea începe să se atace singur. De aceea, calea TLR9 trebuie să fie bine controlată.

Uneori, atunci când acest control nu funcționează corect, poate duce la probleme precum bolile autoimune, în care organismul începe să își atace propriile celule.

Calea TLR9 este ca un sistem de alarmă special din corpul nostru, care ne ajută să detectăm și să luptăm împotriva germenilor răi.

Înțelegând modul în care funcționează acest sistem, oamenii de știință pot dezvolta noi modalități de a ajuta organismul nostru să lupte împotriva infecțiilor și să rămână sănătos.

Următorii pași în cercetarea creierului și a memoriei


Bineînțeles, transformarea tuturor acestor cunoștințe în ajutor tangibil pentru cei cu probleme de memorie necesită ani de cercetări atente și studii clinice. Această descoperire nu reprezintă linia de sosire, ci un început promițător.

Ea a pus o bază vitală pentru explorarea conexiunii complicate dintre sistemul imunitar și creier – o conexiune care ar putea deține cheia pentru protejarea celor mai prețioase amintiri ale noastre.

Această lucrare, și ceea ce oamenii de știință vor construi pe baza ei, ar putea deschide ușile către tratamente complet noi. Este un viitor în care am putea nu doar să încetinim bolile care ne fură memoria, ci, potențial, să restabilim o parte din ceea ce s-a pierdut.

Studiul complet este publicat în revista Nature.

Urmărește-ne pe Google News

Ultima Oră

Cele mai citite