Amnézie z obrácení TBI

souhrn: Vědci výrazně pokročili v pochopení ztráty paměti způsobené opakovanými údery hlavy, které se u sportovců často vyskytují. Jejich studie odhalila, že problémy s pamětí po poranění hlavy u myší jsou spojeny s nedostatečnou reaktivací neuronů zapojených do tvorby paměti.

Tento objev je důležitý, protože ukazuje, že ztráta paměti není trvalým degenerativním stavem, ale lze ji zvrátit. Použitím laserů k aktivaci specifických paměťových neuronů vědci úspěšně zvrátili ztrátu paměti u myší a otevřeli nové způsoby, jak léčit kognitivní poruchy u lidí způsobené opakovanými nárazy hlavy.

Klíčová fakta:

1. Studie ukazuje, že ztráta paměti v důsledku poranění hlavy souvisí se selháním reaktivace určitých neuronů, které tvoří paměť, nikoli s trvalým poškozením.
2. Vědci úspěšně zvrátili ztrátu paměti u myší pomocí laserové stimulace paměťových neuronů.
3. Tento výzkum poskytuje nové chápání problémů s pamětí u sportovců a dalších, kteří trpí opakovanými nárazy hlavy, což naznačuje možnost nechirurgické lidské léčby.

zdroj: Georgetown University

Studie provedená na myších zdůrazňující ztrátu paměti u lidí, kteří trpí opakovanými nárazy hlavy, jako jsou sportovci, naznačuje, že tento stav lze zvrátit. Výzkum na krysách zjistil, že amnézie a poruchy paměti po poranění hlavy jsou způsobeny nedostatečnou reaktivací neuronů zapojených do vytváření vzpomínek.

Studie, kterou provedli vědci z Georgetown University Medical Center ve spolupráci s Trinity College v Dublinu v Irsku, byla publikována 16. ledna 2024 v časopise Journal of Neuroscience.

Důležité je, že pro diagnostické a léčebné účely vědci zjistili, že ztráta paměti připisovaná poranění hlavy nebyla trvalou patologickou událostí způsobenou neurodegenerativním onemocněním. Ve skutečnosti byli vědci schopni zvrátit ztrátu paměti, aby umožnili myším vyvolat ztracenou paměť, což může umožnit klinicky zvrátit kognitivní poruchy způsobené nárazem hlavy.

Vědci z Georgetownské univerzity již dříve zjistili, že mozek se přizpůsobuje opakovaným nárazům hlavy změnou způsobu fungování synapsí v mozku. To může způsobit problémy s vytvářením nových vzpomínek a zapamatováním si těch stávajících. Ve své nové studii byli vědci schopni stimulovat myši, aby si pamatovaly vzpomínky, které byly zapomenuty kvůli úderům hlavy.

„Náš výzkum nám dává naději, že dokážeme navrhnout léčebné postupy k obnovení normálního stavu mozku po nárazu do hlavy a obnovení kognitivních funkcí u lidí s poruchou paměti způsobenou opakovanými nárazy hlavy,“ říká hlavní autor studie Mark Burns, Ph.D. Profesor a místopředseda katedry neurověd na Georgetownské univerzitě a ředitel Laboratoře mozkových poranění a demence.

V nové studii vědci dali dvěma skupinám myší novou paměť tím, že je trénovali na test, který nikdy předtím neviděli. Jedna skupina byla vystavena vysoké frekvenci mírných nárazů hlavy po dobu jednoho týdne (podobně jako vystavení kontaktním sportům u lidí) a druhá skupina byla kontrolní skupina, která nebyla vystavena nárazům. Postižené myši si po týdnu nedokázaly vzpomenout na novou vzpomínku.

„Většina výzkumu v této oblasti se týkala lidských mozků s chronickou traumatickou encefalopatií (CTE), degenerativním onemocněním, které postihuje mozek u lidí s opakovanými srážkami hlavy v anamnéze,“ řekl Burns. „Naproti tomu naším cílem bylo pochopit, jak se mozek mění v reakci na nízké nárazy hlavy, se kterými se pravidelně setkává mnoho mladých fotbalistů.“

Výzkumníci zjistili, že univerzitní fotbalisté dostávají v průměru 21 střel do hlavy týdně, zatímco obranné strany dostávají 41 střel do hlavy týdně. Počet zásahů myší do hlavy v této studii byl navržen tak, aby napodoboval týdenní expozici univerzitnímu fotbalistovi a každý zásah hlavou byl velmi lehký.

Použití geneticky modifikovaných myší umožnilo výzkumníkům vidět neurony zapojené do učení nových vzpomínek a zjistili, že tyto paměťové neurony („paměťové engramy“) byly stejně přítomny jak u kontrolních, tak u experimentálních myší.

Abychom porozuměli fyziologii těchto změn paměti, první autor studie, Daniel P. „Jsme dobří v připojování vzpomínek k místům, z toho, že jsme někde byli, nebo když jsme viděli něčí fotku,“ říká Chapman, Ph.D. Místo, vede k reaktivaci našich paměťových engramů. Proto jsme zkoumali engram neurony, abychom hledali specifický podpis aktivního neuronu.

„Když myši uviděly místnost, ve které se poprvé naučily paměť, kontrolní myši byly schopny aktivovat svůj paměťový engram, ale myši narážející do hlavy ne. Právě to způsobilo ztrátu paměti.“

Vědci byli schopni zvrátit ztrátu paměti, aby umožnili myším vyvolat ztracenou paměť pomocí laserů k aktivaci engramových buněk.

„Použili jsme invazivní techniku, abychom zvrátili ztrátu paměti u myší, ale bohužel to nelze aplikovat na lidi,“ dodává Burns.

„V současné době studujeme řadu nechirurgických technik, abychom se pokusili sdělit mozku, že již není v nebezpečí, a otevřít okno plasticity, které může vrátit mozek do předchozího stavu.“

Kromě Burnse a Chapmana patří mezi autory Stefano Vicini z Georgetown University, Sarah D. Bauer a Thomas J. Ryan pochází z Trinity College Dublin, Irsko.

financování: Tato práce byla podporována jádrem chování myší katedry neurovědy na Georgetownské univerzitě a granty Národního institutu zdraví (NIH)/National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS) R01NS107370 a R01NS121316. NINDS také podpořila F30 NS122281 a grant na školení neurologických poranění a plasticity sídlící v Centru pro neurologická poranění a zotavení na Georgetownské univerzitě (T32NS041218). Počáteční financování pochází z CTE Research Fund v Georgetownu.

Autoři neuvádějí žádné osobní finanční zájmy související se studií.

O TBI Research and Neurological Research News

autor: Karen Tepperová
zdroj: Georgetown University
sdělení: Karen Tepper – Georgetown University
obrázek: Obrázek připsán Neuroscience News

Původní vyhledávání: Uzavřený přístup.
„Amnézie po opakovaných srážkách hlavy nastává v důsledku zhoršené synaptické plasticity v paměťovém engramu“Od Marka Burnse a spol. Journal of Neuroscience

---

shrnutí

Amnézie po opakovaných srážkách hlavy nastává v důsledku zhoršené synaptické plasticity v paměťovém engramu

Subkonkusivní nárazy hlavy jsou spojeny s rozvojem akutních a chronických kognitivních deficitů. Nedávno jsme uvedli, že vysokofrekvenční náraz hlavy (HFHI) způsobuje chronické kognitivní deficity u myší prostřednictvím synaptických změn. Abychom lépe porozuměli mechanismům, které jsou základem poklesu paměti vyvolaného HFHI, použili jsme transgenní myši TRAP2/Ai32, abychom umožnili vizualizaci a manipulaci s paměťovými engramy.

Označili jsme engram paměti strachu u samců a samic myší vystavených averzivní zkušenosti a podrobili jsme je simulaci nebo HFHI. Po následném vystavení přirozeným vzpomínkovým podnětům, falešné myši, ale ne HFHI, úspěšně obnovily děsivé vzpomínky.

U falešných myší vykazovaly neurony hipokampálního engramu synaptickou plasticitu, evidentní v zesílení poměru AMPA:NMDA, zvýšeném tau váženém AMPA a zvýšeném objemu dendritické páteře ve srovnání s neurony bez engramu. Na rozdíl od toho, i když si HFHI myši zachovaly podobný počet hipokampálních neuronů, tyto neurony neprodělaly synaptickou plasticitu.

Tento nedostatek plasticity se shodoval se zhoršenou aktivací engramové sítě, což mělo za následek retrográdní amnézii u HFHI myší. Ověřili jsme, že HFHI-indukované paměťové deficity pramení z narušené synaptické plasticity umělou aktivací engramu pomocí optogenetiky, a zjistili jsme, že stimulovaná paměťová paměť byla identická u simulovaných i HFHI myší.

Naše práce ukazuje, že chronická kognitivní porucha po HFHI je spíše výsledkem nedostatku synaptické plasticity než ztráty neurální infrastruktury a my můžeme vrátit zapomenutou vzpomínku do amnesického mozku stimulací paměťového striata. Zaměření na synaptickou plasticitu může mít terapeutický potenciál pro léčbu poruchy paměti způsobené opakovanými nárazy hlavy.