Odkryto komórki mózgu odpowiedzialne za zapamiętywanie obiektów

Naukowcy odkryli działające w mózgu komórki, które odpowiadają za zapamiętywanie obiektów z otoczenia. Odkrycie może mieć znaczenie m.in. dla zrozumienia choroby Alzheimera, epilepsji i innych zaburzeń.

Odkrycie nowego typu komórek mózgu

Jeśli ktoś rozejrzy się po swoim domu, zobaczy wokół siebie znajome przedmioty – zdjęcia rodziny i przyjaciół na ścianie, znoszone buty przy drzwiach czy półkę ozdobioną pamiątkami z podróży. Przedmioty takie utrwalają się w pamięci, kształtując to, kim człowiek jest, pomagają mu poruszać się po otoczeniu i funkcjonować  w codziennym życiu – przypominają naukowcy z University of British Columbia (Kanada). Zespół ten poinformował właśnie o odkryciu nowego typu komórek mózgu, które odgrywają główną rolę w zapamiętywaniu i późniejszym rozpoznawaniu różnych obiektów.

Nazwane komórkami owalnymi, to wysoce wyspecjalizowane neurony, które aktywują się za każdym razem, gdy napotykamy coś nowego i uruchamiają proces zapisywania tych obiektów w pamięci, umożliwiając ich rozpoznanie po miesiącach, a nawet latach.

Przebieg badań

Naukowcy odkryli unikalne właściwości tych komórek podczas analizy próbki mózgu myszy, gdy zauważyli niewielką grupę neuronów o wyraźnie charakterystycznej ekspresji genów.

„Ukrywały się one na widoku” – mówi odpowiedzialna za odkrycie Adrienne Kinman. „Dzięki dalszej analizie zauważyliśmy, że wyraźnie różnią się od innych neuronów zarówno na poziomie komórkowym i funkcjonalnym, jak i pod względem tworzonych połączeń nerwowych” – wyjaśnia.

Aby zrozumieć rolę, jaką odgrywają odkryte komórki, naukowcy zmodyfikowali je u myszy tak, aby świeciły, gdy są aktywne. Następnie obserwowali te komórki podczas interakcji myszy z otoczeniem.

Owalne komórki rozświetlały się, gdy myszy napotykały nieznany obiekt, ale gdy się do niego przyzwyczajały, komórki przestawały reagować. Innymi słowy, gdy komórki wykonały swoje zadanie, myszy zapamiętały nowe obiekty.

„Niezwykłe jest to, jak intensywnie te komórki reagują na coś nowego. Rzadko można zaobserwować tak wyraźny związek między aktywnością komórek a zachowaniem. U myszy komórki te potrafią zapamiętać pojedyncze spotkanie z obiektem na całe miesiące, a to niezwykły poziom trwałej pamięci dla tych zwierząt” – tłumaczy Kinman.

Komórki owalne w zaburzeniach mózgu

Naukowcy badają teraz rolę, jaką komórki owalne odgrywają w różnych zaburzeniach mózgu. Wysunęli już hipotezę, że gdy ich praca ulega zaburzeniu – stają się zbytnio lub niewystarczająco aktywne – mogą przyczyniać się do występowania objawów takich schorzeń jak choroba Alzheimera i epilepsja.

„Zaburzenia pamięci rozpoznawczej są jednym z charakterystycznych objawów choroby Alzheimera – zapomina się, czym są klucze albo nie rozpoznaje się zdjęcia ukochanej osoby. A co, gdybyśmy mogli manipulować tymi komórkami, aby takim objawom zapobiec lub je odwrócić?” – podkreśla Kinman.

„W przypadku epilepsji zauważyliśmy, że komórki owalne są nadmiernie pobudliwe i mogą odgrywać rolę w inicjowaniu oraz rozprzestrzenianiu się napadów, co czyni je obiecującym celem dla nowych metod leczenia” – dodaje.

Nieodkryte typy neuronów

Według naukowców odkrycie stoi w sprzeczności z dekadami tradycyjnego myślenia, zgodnie z którym hipokamp zawiera tylko jeden typ komórek kontrolujących różne aspekty pamięci.

„Z perspektywy podstawowej neurobiologii, to naprawdę zmienia nasze rozumienie tego, jak działa pamięć. Oznacza to nawet, że w mózgu mogą istnieć inne, nieodkryte typy neuronów, z których każdy pełni wyspecjalizowaną rolę w nauce, pamięci i poznawaniu. Tworzy to świat możliwości, które całkowicie przekształcą nasze podejście do zdrowia mózgu i leczenia jego chorób” – mówi dr Mark Cembrowski, współautor badania opisanego w periodyku „Nature Communications”. (PAP)