Μια νέα μελέτη αναδεικνύει τη σημασία του εγκεφαλικού κυκλώματος στην χωρική μνήμη
Μια ομάδα ερευνητών από το Ινστιτούτο Νευροεπιστημών (ΙΝ), το οποίο είναι κοινό κέντρο του Ισπανικού Εθνικού Συμβουλίου Έρευνας (CSIC) και του Πανεπιστημίου Μιγκέλ Ερνάντες στην Ελτσε, εντόπισε έναν εγκεφαλικό κύκλωμα που είναι κρίσιμο για τη χωρική μνήμη. Στη μελέτη τους, που δημοσιεύθηκε στο Cell Reports, περιγράφεται για πρώτη φορά η σύνδεση μεταξύ των δύο ημισφαιρίων του ιππόκαμπου, όπου νευρώνες στην περιοχή CA1 του δεξιού ημισφαιρίου στέλνουν προεκτάσεις στο αριστερό ημισφαίριο, ειδικότερα στο σούμπικουλο. Τα ευρήματα δείχνουν ότι αυτή η επικοινωνία είναι απαραίτητη για την πλοήγηση και τη διατήρηση τοποθεσιών. Επιπλέον, η μελέτη αποκαλύπτει ότι αυτό το κύκλωμα αλλοιώνεται σε ποντίκια με γενετική μετάλλαξη σχετιζόμενη με τη σχιζοφρένεια.
Η σπουδαιότητα του κυκλώματος του ιππόκαμπου
«Γνωρίζαμε ότι ο ιππόκαμπος είναι κρίσιμος για τη μνήμη, αλλά δεν κατανοούσαμε πλήρως πώς επικοινωνούν τα δύο ημισφαίρια του. Στη δουλειά μας, ταυτοποιήσαμε μια συγκεκριμένη διαδρομή και αποδείξαμε ότι είναι απαραίτητη για θεμελιώδεις γνωστικές λειτουργίες», εξηγεί ο Φέλιξ Λερόι, ο κύριος ερευνητής της μελέτης και διευθυντής του Εργαστηρίου Γνωστικών και Κοινωνικών Αλληλεπιδράσεων στο Ινστιτούτο Νευροεπιστημών.
Οι σύνδεσμοι που πρέπει να γνωρίζουμε
Ο εγκέφαλος χωρίζεται σε δύο ημισφαίρια που επεξεργάζονται πληροφορίες με εν μέρει εξειδικευμένο τρόπο, αλλά απαιτούν συνεχώς συντονισμό μεταξύ τους. Ωστόσο, οι συγκεκριμένες συνδέσεις που διευκολύνουν αυτή την επικοινωνία σε περιοχές που σχετίζονται με τη μνήμη, όπως ο ιππόκαμπος, είναι σε μεγάλο βαθμό άγνωστες. Η ομάδα αναγνώρισε μία από αυτές τις συνδέσεις: μια προ projection που συνδέει την περιοχή CA1 του δεξιού ημισφαιρίου με το σούμπικουλο του αριστερού ημισφαιρίου. Η έρευνα χρησιμοποίησε τεχνικές παρακολούθησης νευρώνων που επιτρέπουν την παρακολούθηση των συνδέσεων μεταξύ των νευρώνων.
Δοκιμές λειτουργικότητας και αποτελέσματα
Για να δοκιμάσουν τη λειτουργία αυτού του κυκλώματος, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν οπτογενετικά εργαλεία, που επιτρέπουν τον έλεγχο της δραστηριότητας συγκεκριμένων νευρώνων με το φως. Με αυτόν τον τρόπο, μπόρεσαν να αποκλείσουν επιλεκτικά αυτή τη σύνδεση σε ποντίκια και να παρακολουθήσουν τις επιπτώσεις της στην συμπεριφορά. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι όταν διαταράσσεται αυτή η διασύνδεση, τα ποντίκια αντιμετωπίζουν δυσκολίες στην ανάμνηση των τοποθεσιών αντικειμένων και στη λήψη αποφάσεων σε καθήκοντα που απαιτούν χωρική μνήμη. Ωστόσο, άλλες λειτουργίες, όπως το άγχος ή η αναγνώριση αντικειμένου, παραμένουν ανέπαφες. «Αυτό υποδηλώνει ότι αυτή η σύνδεση δεν είναι απλώς δομική, αλλά έχει πολύ συγκεκριμένο ρόλο στη χωρική μνήμη», προσθέτει ο Λερόι.
Κλινικές προοπτικές και συμπεράσματα
Η ομάδα μελέτησε επίσης αυτή τη σύνδεση σε ένα μοντέλο ποντικού που φέρει γενετική τροποποίηση ισοδύναμη με την διαγραφή 22q11.2, μια ανθρώπινη κατάσταση που αυξάνει σημαντικά τον κίνδυνο εμφάνισης σχιζοφρένειας και άλλων ψυχιατρικών διαταραχών. Στα ζώα αυτά, οι ερευνητές παρατήρησαν και ελλείμματα στη χωρική μνήμη και μείωση στις διασυνδέσεις των ημισφαιρίων του ιππόκαμπου. Επιπλέον, αν και η τροποποίηση είναι παρούσα και στα δύο φύλα, οι αρσενικοί εμφάνισαν πιο έντονα ελλείμματα σε ορισμένα τεστ. «Παρατηρήσαμε ότι όταν αυτό το κύκλωμα είναι αλλοιωμένο, η ικανότητα πλοήγησης και ανάμνησης επηρεάζεται. Αυτό υποδηλώνει ότι η διακοπή της διασύνδεσης μπορεί να συμβάλλει σε γνωστικά προβλήματα σε ψυχιατρικές διαταραχές», εξηγεί η De León Reyes. Αυτά τα ευρήματα προσφέρουν μια νέα διάσταση στην κατανόηση του πώς ο εγκέφαλος ενσωματώνει πληροφορίες μεταξύ των ημισφαιρίων, ενώ παράλληλα δείχνουν πώς αυτή η διατάραξη μπορεί να οδηγήσει σε γνωστικά ελλείμματα.
Προοπτικές μελλοντικής έρευνας
Οι συγγραφείς σημειώνουν ότι αυτά τα ευρήματα μπορούν να έχουν μακροπρόθεσμες κλινικές επιπτώσεις. «Αυτού του είδους οι συνδέσεις θα μπορούσαν να μελετηθούν στους ανθρώπους χρησιμοποιώντας τεχνικές νευροαπεικόνισης, όπως η γενετική και οι γνωστικές δοκιμές», σημειώνει ο Λερόι. «Μακροπρόθεσμα, αυτό θα μπορούσε να συμβάλει στην ανάπτυξη νέων στρατηγικών ανίχνευσης εγκεφαλικών αλλοιώσεων που σχετίζονται με διαταραχές όπως η σχιζοφρένεια». Η μελέτη συνδυάζει διάφορες πειραματικές προσεγγίσεις σε ποντίκια για να εντοπίσει και να αναλύσει αυτό το εγκεφαλικό κύκλωμα.
