Működik a "memória-kapcsoló"

Tudósok kifejlesztettek egy módszert az emlékek szó szerinti ki- és bekapcsolására. Egy beültethető elektronikus rendszer alkalmazásával, ami lemásolja az emlékhez társuló neurális jeleket, más szavakkal a tanulási folyamatot, sikerült visszaállítani a patkányok hosszú távú, tanult viselkedéshez kapcsolódó agyfunkcióit, miközben az adott agyterületet különböző hatóanyagokkal blokkolva, felejtésre kényszerítették a rágcsálókat.

"Ha felkapcsoljuk a kapcsolót a patkányok emlékeznek, ha lekapcsoljuk felejtenek" - mondta Theodore Berger, a Dél-Kaliforniai Egyetem (USC) Viterbi Műszaki Intézetének biogyógyászati mérnöki karának tanára, a Journal of Neural Engineering szaklapban megjelent tanulmány szerzője. Csapata a Wake Forest Egyetem kutatóival közösen dolgozott a tanulmányon, felhasználva az emlékezésben kulcsszerepet játszó, öt kéregből felépülő hippokampuszról és szerepéről megszerzett legújabb ismereteket.

A kísérlethez használt patkányokkal megtanították, hogy két kar közül melyiket kell lenyomniuk ahhoz, hogy jutalomban részesüljenek. A kísérletet végző csapat beültetett elektródákkal rögzítette a patkányok agyának CA3 és CA1 alterületeiben, a hippokampusz két nagy belső régiójában végbemenő változásokat. A tanulási folyamat során a hippokampusz hosszú távúvá alakítja a rövid távú emlékeket. "Ha nincs hippokampusz, nincsenek hosszú távú emlékek, de még mindig vannak rövid távúak" - magyarázta Berger. "Az előzetes kutatások bizonyították, hogy a CA3 és CA1 kölcsönhatásából keletkeznek a hosszú távú emlékek"

A kutatók gyógyszerészeti hatóanyagokkal blokkolták a két terület között végbemenő normális idegi kölcsönhatásokat, melynek hatására a betanított patkányok többé nem tanúsították a hosszú távú, tanult viselkedést. Az USC Viterbi pótlástani kutatócsapata által megalkotott modell alkalmazásával a kutatók kifejlesztettek egy mesterséges hippokampusz rendszert, ami képes lemásolni a CA3 és CA1 közötti kölcsönhatások sémáját. Az elektronikus eszközbe ültetett rendszer aktiválásával a csapatnak sikerült visszanyerni a hosszútávú emlékeket a blokkolt rágcsálóknál, sőt azt is bizonyították, hogy ha az emlék-kódoló funkciók duplikálására programozott eszközt és elektródáit egy normális, működő hippokampusszal rendelkező állatba ültetik, az megerősíti az agyban képződő emlékeket és fokozza az emlékező képességet.

"Ezek az integrált kísérleti modellezési tanulmányok első alkalommal mutatták meg, hogy egy, az emlékek neurális kódolásáról megfelelő információval rendelkező idegi protézis, ami képes a kódoló folyamat valós idejű azonosítására és manipulálására, visszaállíthatja, sőt még fokozhatja is a kognitív emlékezeti folyamatokat" - olvasható a tanulmányban.

Következő lépésként Berger és a Wake Forest vezető kutatója, Sam A. Deadwyler megkísérli a patkányoknál elért eredményeket majmoknál is megismételni, azzal a végcéllal, hogy az Alzheimer-kórban szenvedő, a stroke vagy a demencia, az elbutulás hatásaival küzdő embereknek segítséget nyújthassanak. A kutatók szerint a vezeték nélküli technológia és a számítógépes processzorok jelenlegi fejlettségi szintje mellett a rendszer könnyedén alkalmassá tehető lesz emberi használatra. Itt azonban már számos műszaki és elméleti problémával is számolni kell. Az implantátumnak elsőként rögzítenie kell egy emléktöredéket, amit visszajátszhat vagy felerősíthet, a komoly emlékezet problémákkal küzdőknél azonban ezek a jelek túl gyengék. Mindemellett az embereknél az emlékezés egy gazdag, sokszínű idegi folyamat, ami számos más agyterületet is bevon a CA3 és CA1 mellett. Ennek ellenére több emlék visszaállíthatóvá válhat, ami így is nagy változást jelenthet egy demeciában szenvedő számára.