Tämä uusi lähestymistapa aivojen toiminnan ymmärtämiseen osoittaa aiemmin havaitsematonta plastisuutta, joka voi auttaa löytämään uusia menetelmiä Alzheimerin taudin hoitoon.
Sisältö
Neurobiologi Mark Brandonin johtama laboratorio on yli kymmenen vuoden ajan yrittänyt jättää jälkensä ihmisten muistiin. Tämä lause, vaikka se onkin hieman kuvitteellinen, voidaan ymmärtää kirjaimellisesti, koska tutkimusryhmä on alusta asti keskittynyt tutkimaan neurofysiologisia mekanismeja, jotka johtavat muistojen muodostumiseen . Tähän mennessä tämä matka on ollut täynnä jännittäviä tutkimuksia, jotka ovat äskettäin päättyneet artikkelin julkaisemiseen Nature-lehdessä. Artikkeli voi muuttaa käsitystämme aivoistamme ja oppimisen mekanismeista.
Tutkimus keskittyy aivojen alueeseen, jota kutsutaan hippokampukseksi . Tämä merihevosen muotoinen rakenne antaa meille mahdollisuuden yhdistää kartat fyysisestä tilasta, jossa elämme, aiempiin kokemuksiimme, jotta voimme ymmärtää ympäröivää maailmaa . Nämä kartat eivät ole staattisia; ne muuttuvat ajan myötä kokemusten kertyessä, mikä heijastuu aivojen aktiivisuuteen. Mark Brandon itse kuvaa tätä näin: ”Hippokampusta kutsutaan usein aivojen sisäiseksi malliksi maailmasta. Näemme, että tämä malli ei ole staattinen, vaan se päivittyy päivittäin, kun aivot oppivat ennustamisvirheistä.”
Jos siis nousemme portaita, joissa yksi askelma on hieman muita korkeampi, kompastumme todennäköisesti ensimmäisellä kerralla, samoin toisella ja kolmannella kerralla, mutta kymmenennellä kerralla, kun joudumme nousemaan näitä portaita, aivojen toiminta valmistaa meidät siihen, että jala on nostettava hieman korkeammalle tällä askelmalla.
Hippokampus osallistuu useampaan prosessiin kuin aiemmin on ajateltu.
Brandonin laboratoriossa on kuitenkin havaittu, että hippokampuksen neuronit eivät vain opi tilanteiden perusteella, vaan myös, kun ne kohtaavat tutun tilanteen, aktivoituvat reagoimaan tilanteeseen, jonka ne ennustavat tapahtumien kehittyvän . Brandon selittää: ”Kun tulokset muuttuvat ennustettaviksi, hippokampuksen neuronit alkavat reagoida aikaisemmin, koska ne tietävät, mitä seuraavaksi tapahtuu.”
Tutkiakseen tätä ilmiötä hänen tiiminsä jäsenet rekisteröivät laboratorion hiirten hippokampuksen aktiivisuuden harjoitusten aikana, jotka päättyivät aina palkkioon. He käyttivät menetelmää, joka valaisee aktiiviset neuronit kuin lamput, mikä antoi heille mahdollisuuden nähdä reaaliajassa, mitä osaa aivoista hiiri käytti milläkin hetkellä.
”Se, mitä löysimme, oli todellinen yllätys”, Brandon sanoi. ”Neuronaalinen aktiivisuus, joka alun perin saavutti huippunsa palkkion saamisen hetkellä, siirtyi vähitellen aikaisempaan ajankohtaan. Kokeen loppuun mennessä aktiivisuuden huippu havaittiin jo ennen kuin hiiret saivat palkkion.”
Nykyaikainen versio Pavlovin koirista
Tämä koe muistuttaa sitä, jonka Ivan Pavlov teki koirillaan useita vuosikymmeniä sitten. Siinä tutkimuksessa Pavlov koulutti koiriaan soittamalla kelloa ennen ruokintaa, jolloin koirat alkoivat ajan mittaan yhdistää kellon äänen ruokaan. Lopulta, kun Pavlov soitti kelloa, koirien suussa alkoi muodostua sylkeä , kun ne odottivat tulevaa ruokailua.
Bransonin laboratorion avaaminen antaa meille mahdollisuuden tunnistaa tietyt hermosolujen rakenteet ja prosessit, jotka ovat tämän tyyppisen oppimisen taustalla. Tätä oppimista kutsutaan palkkio-oppimiseksi, ja se on modernin psykologian kulmakivi. Bransonin kokeen ansiosta voimme päätellä, että hippokampus on tiiviisti yhteydessä oppimiseen ja voi siten olla ratkaisevassa asemassa kognitiivisten häiriöiden hoitoon.
Selkeä esimerkki tällaisesta sovelluksesta ovat Alzheimerin tautia sairastavat potilaat, erityisesti varhaisvaiheessa. Vaikka tämän sairauden yleisin syy on kyvyttömyys muistaa menneisyyttä, viimeaikaiset tutkimukset osoittavat, että potilailla on myös merkittäviä vaikeuksia oppia omasta kokemuksestaan ja tehdä päätöksiä. Tämä voi johtua hippokampuksen vakavasta vaurioitumisesta, mikä avaa mahdollisuuksia kehittää tehokkaampia hoitomenetelmiä tälle sairaudelle tulevaisuudessa.
