Amnesia voluntaria: manipulaciones del hipocampo para eliminar recuerdos dolorosos

Cada persona tiene recuerdos que intenta olvidar. Algunos de ellos son simplemente desagradables, causan tristeza, vergüenza, miedo y otros pueden causar daños graves, causando que una persona tenga trastornos mentales reales (TEPT, trastorno de ansiedad, etc.). Si fuera posible manipular la memoria humana, como los datos en una unidad flash USB, y eliminar los no deseados, sería más fácil lidiar con tales dolencias. Esto es exactamente lo que se discutirá en el estudio que estamos considerando hoy, en el que los científicos indican que la estimulación de ciertas células del hipocampo puede ayudar a "borrar" algunos recuerdos y alegrar otros. ¿Cómo tuvieron éxito exactamente los científicos, qué tan complicado es este procedimiento y qué tan efectivo es en la lucha contra las enfermedades mentales? Buscaremos respuestas a estas y otras preguntas en el informe del grupo de investigación. Vamos

Base de estudio

El principal experimento en este trabajo es, como ya entendimos, el hipocampo. Esta parte del cerebro humano, que consta de 30 millones de neuronas, es responsable de nuestras emociones y de la transición de la memoria a corto plazo a largo plazo. Además, el hipocampo también juega un papel importante en el procesamiento y almacenamiento de información espacial, lo que como resultado conduce a la formación de memoria espacial. Usamos este aspecto de nuestros recuerdos diariamente y constantemente, pero no pensamos en ello. El camino desde el hogar al trabajo, los rostros de amigos y familiares, cómo sostener el enchufe, etc. - Estas son todas las piezas de nuestra memoria espacial. En pocas palabras, está conformado por todo lo que nos rodea.



Otra tarea importante del hipocampo es, por extraño que parezca, olvidar. Es en esta parte del cerebro donde la información se vuelve importante y se conserva o no es importante y se olvida. Sin embargo, los científicos aún no pueden determinar exactamente en qué criterios se basa la selección.

Con la edad, la actividad del hipocampo y la renovación de sus neuronas se ralentizan, por lo que la disminución del hipocampo es uno de los síntomas más brillantes de la enfermedad de Alzheimer.

Los científicos señalan estudios previamente realizados en los que se demostró que diferentes dominios (secciones) del hipocampo son responsables de diferentes emociones y recuerdos: memoria dorsal - espacial y temporal e información contextual; ventral: una reacción al estrés, la ansiedad y el estado emocional en general.

Por lo tanto, si de alguna manera obtiene el control sobre estos dominios específicos, puede cambiar el mecanismo de su trabajo. Anteriormente, se llevaron a cabo experimentos con manipulación óptica de las células de la región dorsal del hipocampo, lo que permitió controlar la expresión conductual de recuerdos positivos y negativos. Sin embargo, no se sabe si las manipulaciones con los dominios ventrales del hipocampo tendrán un efecto similar.

Además, los investigadores señalan la importancia de buscar un mecanismo para la relación entre los recuerdos almacenados por el hipocampo y el comportamiento humano. Porque es precisamente sobre cómo y por qué se procesa esta o aquella información (llamada desde los archivos de memoria, por así decirlo) de lo que depende la manifestación de estrés, ansiedad, trastorno postraumático e incluso depresión.

Resultados de la investigación

Para empezar, era necesario determinar qué partes del hipocampo reaccionan en qué y en qué medida.


Imagen No. 1

Para hacer esto, los científicos utilizaron una mezcla de virus inducible * de AAV9-c-Fos-tTA y AAV9-TRE-eYFP, que se introdujo en la fascia dentada * dorsal o ventral del hipocampo del ratón (macho). Esta mezcla etiquetaba las neuronas fascias dentadas que expresaban el gen c-Fos dependiendo de la doxiciclina (Dox). En este momento, los ratones experimentales observaron una situación neutral frente a ellos, es decir, estaban en un estado tranquilo y no se aplicaron tensiones externas ni incentivos ( 1A y 1B ).

Inducible * es una enzima que no es producida por la célula hasta que su síntesis es inducida (activada) por su propio sustrato u otro compuesto estrechamente relacionado.

Fascia dentada * (giro dentado): un giro serrado ubicado en las profundidades del surco del hipocampo y que se convierte en un giro de cinta.

En ratones sin Dox, la expresión ambiental aumentó eYFP (es decir, eYFP +) en la fascia dentada dorsal y ventral, en contraste con el grupo control de sujetos con Dox ( 1G , 1H , 1J y 1K ).

El segundo día, los ratones mostraron un aumento significativo en el número de células eYFP + y c-Fos + precisamente en la parte dorsal y no en la parte ventral ( 1C - 1F , 1I y 1L ). Esto confirma la importancia del dominio dorsal del hipocampo en el reconocimiento ambiental.

Luego, los científicos decidieron verificar la actividad de las células de la circunvolución dentada durante la formación del miedo y durante la reproducción de los recuerdos asociados con ella al día siguiente.

Los ratones de prueba, como en la prueba anterior, recibieron una inyección de la mezcla viral, luego dejaron de administrarles Dox. 48 horas después, los ratones se colocaron en cámaras, donde se les aplicaron 4 descargas débiles de corriente eléctrica (a través del piso de la cámara) con un intervalo de tiempo de 180 segundos. Después de eso, los ratones fueron devueltos a las cámaras neutrales y nuevamente comenzaron a administrar doxiciclina (Dox).

Al día siguiente, estos ratones fueron colocados nuevamente en cámaras de choque (las descargas ya no se usaron) para reproducir su sensación de miedo ( 2A y 2B ).


Imagen No. 2

Los datos del cerebro se recopilaron después de 90 minutos de permanencia de los ratones en la cámara, después de lo cual los científicos pudieron estimar el número de células eYFP y c-Fos en el giro dentado dorsal y ventral.

Como se esperaba, en ambas partes del hipocampo (dorsal y ventral), la reactivación celular ( 2C - 2E ) aumentó significativamente. Esto se debe al hecho de que ambos sitios juegan un papel en la formación de recuerdos asociados con ciertas emociones.

El resultado intermedio es el siguiente: las células del giro dentado en la región dorsal se reactivan después de que los ratones están en un ambiente neutral y estresante; pero las células de la región ventral se reactivan solo después del estrés.

En la siguiente etapa del estudio, los científicos se propusieron descubrir si la activación optogenética * exacta de las células a lo largo del eje longitudinal del hipocampo afectará el comportamiento asociado con el apetito y el miedo.

Optogenética * : un método para el estudio de las células nerviosas a través de la introducción de opsinas (receptores fotosensibles) en su membrana, que responden a la luz.

Los ratones experimentales fueron inyectados en la región dorsal o ventral con un cóctel viral dependiente de la actividad que expresa el canal de rodopsina-2 (ChR2). Después de las fibras ópticas ( 2F y 2H ) se implantaron en el sitio de inyección.

La doxiciclina se suspendió para etiquetar las células responsables de responder a los siguientes escenarios: ambiente neutral; situación estresante (aplicación de corriente eléctrica a través del piso de la cámara) y colocación de una hembra ( 2G ) en la cámara.

Los científicos han activado los recuerdos relacionados con el miedo a través de las partes dorsales o ventrales del hipocampo. Esto condujo a la muerte del sujeto de prueba masculino, que es la respuesta estándar de los ratones en caso de peligro ( 2I , 2J , 2L y 2M ).

La activación de los recuerdos asociados con la presencia de la hembra en la cámara llevó al macho a moverse hacia el punto de la cámara donde estaba la hembra. Es decir, el hombre recordó que ayer estaba parada en la esquina izquierda, por ejemplo, y cuando se activó el hipocampo, él se mudó allí.

Pero la activación de los recuerdos asociados con un entorno neutral no causó ninguna reacción en el sujeto experimental masculino, que también es bastante esperado ( 2K y 2N ).

Los experimentos anteriores y sus resultados de manera práctica confirman que las regiones dorsales y ventrales del hipocampo están involucradas en la formación de miedo y recuerdos asociados con él. La gestión de estos sitios a través de la reactivación de ciertas células permite a los sujetos inducir la expresión conductual del miedo. En otras palabras, estos experimentos han confirmado la posibilidad de manipular recuerdos y emociones controlando el hipocampo.

Finalmente, los investigadores se embarcaron en experimentos que supuestamente responderían la pregunta: ¿es posible hacer cambios a largo plazo en el comportamiento asociado con los recuerdos a través de la influencia externa?

Todos los sujetos experimentales primero pasaron por la etapa con una cámara de estrés (ambiente A), después de lo cual se colocó a una hembra en la cámara, seguida de un ambiente neutral y estrés nuevamente (ambiente B).

Después de la preparación, los científicos realizaron procedimientos de reactivación celular para las áreas dorsal y ventral del hipocampo del ratón (sesiones de 10 minutos, 2 veces al día durante 5 días). Otras 24 horas después de la reactivación, se realizó una prueba de comportamiento sin el uso de estimulación con luz ( 3A ).


Imagen No. 3

El procedimiento de estimulación dorsal en ratones que se sometieron a una etapa estresante (4 descargas actuales) mostró una disminución significativa en la reacción de desvanecimiento ( 3B ). Pero la estimulación de la región ventral de los ratones, que se vieron afectados por una sola descarga, mostró un aumento en la reacción de desvanecimiento ( 3C ).

Para asegurarse de que tales diferencias en el comportamiento de los sujetos experimentales no estén relacionadas con el trabajo de la amígdala basolateral, que juega un papel importante en el tratamiento del miedo y el estrés, los científicos utilizaron receptores especiales que se activan solo con el medicamento DREADD. Esto permitió que la amígdala basolateral se debilitara durante la estimulación del hipocampo ( 3D y 3E ). Debido a la clozapina-N-óxido (CNO), la actividad de cFos en las células que expresan hM4Di se redujo, y las células estudiadas permanecieron intactas ( 3F y 3H ).

Los científicos señalan que la inhibición quimiogenética de las células de la amígdala basolateral que tratan el miedo durante la estimulación de la región dorsal del hipocampo no evitó la supresión de la reacción de desvanecimiento ( 3G ). Es decir, las células de la amígdala basolateral le dicen al cerebro que debe dar miedo y que debe congelarse en su lugar, pero la estimulación de la región dorsal del hipocampo cancela esta señal, exagerando el dicho.

Lo más interesante es que la intensificación de la reacción de desvanecimiento durante la estimulación de la región ventral se interrumpió debido a la introducción de células basolaterales de la amígdala ( 3H ). Nuevamente exagerado, es decir, en el caso de la región ventral, las células de la amígdala basolateral pudieron evitar la estimulación y reducir la reacción de desvanecimiento. Resulta que observamos reacciones opuestas en el caso de la estimulación de las regiones dorsal y ventral.

Por lo tanto, queda claro que la influencia de la amígdala basolateral es bastante significativa, porque su mecanismo para tratar el miedo y el estrés difiere de la del hipocampo y es más primario.

En ausencia de CNO, los sujetos que se sometieron a la estimulación de las células del hipocampo responsables del miedo mostraron la reactivación de las células en las regiones dorsal y ventral al regresar a un entorno neutral ( 3K y 3L ). Sin embargo, estos cambios fueron al nivel de oportunidad, es decir, muy insignificantes. Además, en grupos de ratones que fueron estimulados solo por la región ventral, hubo un aumento significativo en la coincidencia del tratamiento del miedo con células de amígdalas basolaterales y células activas durante la reproducción de recuerdos asociados con el miedo ( 3K y 3L ).

Juntos, estos datos confirman que la reactivación de las células de giro dentadas cambia constantemente la actividad nerviosa tanto en las células de giro dentadas estudiadas como en la amígdala basolateral. Y esto sugiere que las células de reprogramación que procesan recuerdos son lo suficientemente reales.

Para un conocimiento más detallado de los matices del estudio, le recomiendo que consulte el informe de los científicos .

Epílogo

Este estudio no solo en la práctica confirmó el hecho de que diferentes partes del hipocampo son responsables de procesos diferentes, aunque relacionados, sino que también demostró una oportunidad real de influir en el proceso de procesamiento de recuerdos desde el exterior.

Como dije antes, todos tienen algo que nos encantaría olvidar. Los recuerdos dolorosos pueden afectar el presente y el futuro de una persona, dependiendo del grado de dolor, por así decirlo. Por supuesto, en el caso de las manipulaciones de la memoria, pueden surgir preguntas morales y éticas: si una persona olvida algo; y si alguien usa una técnica similar para evitar la responsabilidad; y si alguien aplica esta amnesia programable a alguien sin su consentimiento, etc.

Con el advenimiento de nuevas tecnologías o técnicas que interfieren con procesos previamente inaccesibles para la manipulación, siempre hay mucha controversia. Siempre habrá oponentes y simpatizantes. Sin embargo, si la forma correcta es limitar el uso de tecnologías que en malas manos pueden servir en detrimento, entonces se pueden evitar los problemas.

Es muy temprano para juzgar la tecnología, porque todavía está en la etapa inicial. Los propios científicos no tienen la intención de detenerse allí y continuarán su investigación. Según ellos, esta tecnología le permitirá lidiar con muchos trastornos mentales asociados con una experiencia muy dolorosa, que muchos están felices de olvidar.

Gracias por su atención, sigan curiosos y tengan una buena semana laboral, muchachos.

Gracias por quedarte con nosotros. ¿Te gustan nuestros artículos? ¿Quieres ver más materiales interesantes? Apóyenos haciendo un pedido o recomendándolo a sus amigos, un descuento del 30% para los usuarios de Habr en un análogo único de servidores de nivel de entrada que inventamos para usted: toda la verdad sobre VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 núcleos) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps de $ 20 o cómo dividir el servidor? (las opciones están disponibles con RAID1 y RAID10, hasta 24 núcleos y hasta 40GB DDR4).

VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 núcleos) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps hasta el verano de forma gratuita al pagar por un período de seis meses, puede ordenar aquí .

Dell R730xd 2 veces más barato? ¡Solo tenemos 2 x Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 TV desde $ 199 en los Países Bajos! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - ¡desde $ 99! Lea sobre cómo construir infraestructura clase utilizando servidores Dell R730xd E5-2650 v4 que cuestan 9,000 euros por un centavo?