Kolme Japanin RIKEN-tutkimuslaitoksen neurotieteilijää havaitsi, että rotat vahvistavat negatiivisten kokemusten muistoja tutuissa paikoissa toistamalla niitä mielessään. Tällä havainnolla voi olla merkitystä ihmisten sairauksien, kuten traumaperäisen stressihäiriön (PTSD), hoidossa.
Uusien alueiden kartoitusmekanismi aivoissa
Kun eläin tutkii uutta paikkaa, se luo alueesta mentaalisen kartan, jonka se voi myöhemmin palauttaa mieleensä. Tämän mentaalisen kartan luovat erityiset hermosolut, joita kutsutaan paikkasoluiksi ja jotka sijaitsevat aivojen hippokampuksessa eli aivotursossa. Eri paikkasolut laukeavat, kun eläin liikkuu alueella, mutta kun se palaa paikkaan, jossa se on käynyt aiemmin, sama paikkasolu laukeaa uudelleen.
Tämä kartoitusmekanismi ymmärretään nykyään hyvin, mutta ei ole ollut selvää, miten eläimet sisällyttävät muistoja niille tapahtuneista asioista, kun ne palaavat aiemmin kartoitettuun paikkaan.
Merkittävät tapahtumat jäävät muistiin yhdessä tapahtumapaikan kanssa, kun taas merkityksettömät yksityiskohdat unohdetaan.
”Jos esimerkiksi patikoit tutulla polulla, et luultavasti muista kaikkia polun yksityiskohtia”, sanoo Joshua Johansen RIKEN Center for Brain Science -yksiköstä. ”Mutta jos karhu tulee ja hyökkää kimppuusi, muistat paljon yksityiskohtia karhusta ja myös ympäröivästä ympäristöstä. Haluamme ymmärtää, miten nämä monimutkaisemmat muistot muodostuvat.
Nyt Johansen on yhdessä Jake Ormondin ja Simon Serkan kanssa havainnut, että neuronit, joihin negatiiviset kokemukset tallentuvat, ovat erillisiä, mutta hippokampuksen paikkasolujen vieressä ja että muistot vahvistuvat, kun kokemuksia toistetaan. Heidän työnsä on julkaistu The Journal of Neuroscience -lehdessä.
Mahdollisuus uusien hoitojen kehittämiseen
Ryhmä havaitsi, että tietty paikkasolupopulaatio ”karttoutui uudelleen” ja muutti laukeamispaikkaa vastenmielisen kokemuksen mukaan, kun taas muut paikkasolut eivät muuttaneet laukeamispaikkaa oppimisen aikana, jolloin fyysinen ympäristö kuvastui vakaasti. Huomattavaa on, että negatiiviseen kokemukseen liitetyt solut aktivoituivat uudelleen ensisijaisesti kokeiden välisten lepojaksojen aikana.
Tämä havainto voi auttaa kehittämään uusia hoitoja psykiatrisiin häiriöihin, kuten PTSD:hen. ”Olemme edistyneet paljon sen ymmärtämisessä, miten yksinkertaiset oppimisen muodot, kuten pelon ehdollistuminen, tapahtuvat”, Johansen toteaa. ”Mutta se ei ole vienyt meitä kovin paljon lähemmäksi sitä, että voisimme hoitaa PTSD:n kaltaisia sairauksia.”
Tämä saattaa johtua siitä, että meillä ei ole riittävästi tietoa aivojen korkeamman asteen prosessointijärjestelmistä, jotka ovat muuttuneet PTSD:ssä, Johansen arvelee.
”Sen ymmärtäminen, miten korkeamman asteen järjestelmät, kuten hippokampus, muuttavat epämiellyttävien kokemusten tallentamista, voisi antaa perusymmärrystä siitä, miten nämä järjestelmät muuttuvat ja toimivat huonosti PTSD:n kaltaisissa tiloissa”, hän sanoo.
Lähteet
- Jake Ormond et al, Enhanced Reactivation of Remapping Place Cells during Aversive Learning. Journal of Neuroscience 2023, DOI: 10.1523/JNEUROSCI.1450-22.2022
- How places where negative experiences occurred stand out in memory – Medical Xpress
