Freiwillige Amnesie: Manipulationen des Hippocampus, um schmerzhafte Erinnerungen zu beseitigen

Jeder Mensch hat Erinnerungen, die er zu vergessen versucht. Einige von ihnen sind einfach unangenehm und verursachen Traurigkeit, Scham, Angst, andere können ernsthaften Schaden anrichten und zu echten psychischen Störungen (PTBS, Angststörung usw.) führen. Wenn es möglich wäre, das menschliche Gedächtnis wie Daten auf einem USB-Flash-Laufwerk zu manipulieren und unerwünschte zu löschen, wäre es einfacher, mit solchen Beschwerden umzugehen. Genau dies wird in der Studie diskutiert, die wir heute betrachten. Wissenschaftler weisen darauf hin, dass die Stimulation bestimmter Hippocampuszellen dazu beitragen kann, einige Erinnerungen zu „löschen“ und andere aufzuhellen. Wie genau haben die Wissenschaftler Erfolg gehabt, wie kompliziert ist dieses Verfahren und wie effektiv ist es im Kampf gegen psychische Erkrankungen? Wir werden im Bericht der Forschungsgruppe nach Antworten auf diese und andere Fragen suchen. Lass uns gehen.

Studienbasis

Das wichtigste Experiment in dieser Arbeit ist, wie wir bereits verstanden haben, der Hippocampus. Dieser Teil des menschlichen Gehirns, der aus 30 Millionen Neuronen besteht, ist für unsere Emotionen und den Übergang des Kurzzeitgedächtnisses zum Langzeitgedächtnis verantwortlich. Darüber hinaus spielt der Hippocampus auch eine wichtige Rolle bei der Verarbeitung und Speicherung von räumlichen Informationen, was zur Bildung eines räumlichen Gedächtnisses führt. Dieser Aspekt unserer Erinnerungen wird von uns täglich und ständig genutzt, aber wir denken nicht darüber nach. Der Weg von zu Hause zur Arbeit, die Gesichter von Freunden und Verwandten, wie man den Stecker hält usw. - das sind alles Teile unseres räumlichen Gedächtnisses. Einfach ausgedrückt, es ist geprägt von allem, was uns umgibt.



Eine weitere wichtige Aufgabe des Hippocampus ist das Vergessen, so seltsam es auch klingen mag. In diesem Teil des Gehirns werden Informationen wichtig und bleiben erhalten oder sind unwichtig und vergessen. Wissenschaftler können jedoch noch nicht genau bestimmen, auf welchen Kriterien die Auswahl basiert.

Mit zunehmendem Alter verlangsamt sich die Aktivität des Hippocampus und die Erneuerung seiner Neuronen, weshalb die Abnahme des Hippocampus eines der hellsten Symptome der Alzheimer-Krankheit ist.

Wissenschaftler verweisen auf zuvor durchgeführte Studien, in denen nachgewiesen wurde, dass verschiedene Bereiche (Abschnitte) des Hippocampus für unterschiedliche Emotionen und Erinnerungen verantwortlich sind: dorsal-räumliches und zeitliches Gedächtnis und Kontextinformationen; ventral - eine Reaktion auf Stress, Angst und emotionalen Zustand im Allgemeinen.

Wenn Sie also irgendwie die Kontrolle über diese spezifischen Domänen erlangen, können Sie den Mechanismus ihrer Arbeit ändern. Zuvor wurden Experimente mit optischer Manipulation der Zellen der Hippocampus-Rückenregion durchgeführt, die es ermöglichten, den Verhaltensausdruck positiver und negativer Erinnerungen zu kontrollieren. Es bleibt jedoch unbekannt, ob Manipulationen mit den ventralen Domänen des Hippocampus einen ähnlichen Effekt haben werden.

Darüber hinaus weisen die Forscher darauf hin, wie wichtig es ist, nach einem Mechanismus für die Beziehung zwischen den im Hippocampus gespeicherten Erinnerungen und dem menschlichen Verhalten zu suchen. Denn genau davon, wie und warum diese oder jene Informationen verarbeitet werden (sozusagen aus Erinnerungsarchiven), hängt die Manifestation von Stress, Angst, posttraumatischer Störung und sogar Depression davon ab.

Forschungsergebnisse

Zunächst musste festgestellt werden, welche Teile des Hippocampus auf was und in welchem ​​Ausmaß reagieren.


Bild Nr. 1

Zu diesem Zweck verwendeten die Wissenschaftler eine induzierbare * Virusmischung aus AAV9-c-Fos-tTA und AAV9-TRE-eYFP, die in die dorsale oder ventrale Dentatfaszie * des Hippocampus der Maus (männlich) eingeführt wurde. Diese Mischung markierte Neuronen der Dentatfaszie, die das c-Fos-Gen in Abhängigkeit von Doxycyclin (Dox) exprimierten. Zu diesem Zeitpunkt beobachteten die experimentellen Mäuse eine neutrale Situation vor sich, dh sie befanden sich in einem ruhigen Zustand und es wurden keine externen Belastungen oder Anreize angewendet ( 1A und 1B ).

Induzierbar * ist ein Enzym, das von der Zelle erst produziert wird, wenn seine Synthese durch ihr eigenes Substrat oder eine andere eng verwandte Verbindung induziert (aktiviert) wird.

Zahnfaszie * (Gyrus dentatus) - ein gezackter Gyrus, der sich in den Tiefen des Sulcus hippocampus befindet und sich in einen Bandgyrus verwandelt.

Bei Dox-freien Mäusen erhöhte die Umweltexpression den eYFP (d. H. EYFP +) in der dorsalen und ventralen Dentatfaszie im Gegensatz zur Kontrollgruppe von Probanden mit Dox ( 1G , 1H , 1J und 1K ).

Am zweiten Tag zeigten Mäuse einen signifikanten Anstieg der Anzahl von eYFP + - und c-Fos + -Zellen genau im dorsalen Teil und nicht im ventralen Teil ( 1C - 1F , 1I und 1L ). Dies bestätigt die Bedeutung der Hippocampus-Dorsaldomäne für die Umwelterkennung.

Als nächstes beschlossen die Wissenschaftler, die Aktivität der Zellen des Gyrus dentatus während der Bildung von Angst und während der Reproduktion der damit verbundenen Erinnerungen am nächsten Tag zu überprüfen.

Die Testmäuse erhielten wie im vorherigen Test eine Injektion der Virusmischung, dann hörten sie auf, ihnen Dox zu geben. 48 Stunden später wurden die Mäuse in Kammern gebracht, wo 4 schwache Entladungen von elektrischem Strom mit einem Zeitintervall von 180 Sekunden auf sie (durch den Boden der Kammer) aufgebracht wurden. Danach wurden die Mäuse in die neutralen Kammern zurückgebracht und begannen erneut, Doxycyclin (Dox) zu geben.

Am nächsten Tag wurden diese Mäuse erneut in Schockkammern gebracht (die Entladungen wurden nicht mehr verwendet), um ihr Angstgefühl zu reproduzieren ( 2A und 2B ).


Bild Nr. 2

Gehirndaten wurden nach 90 Minuten Aufenthalt der Mäuse in der Kammer gesammelt, wonach die Wissenschaftler die Anzahl der eYFP- und c-Fos-Zellen im dorsalen und ventralen Gyrus dentatus abschätzen konnten.

Wie erwartet nahm in beiden Teilen des Hippocampus (dorsal und ventral) die Zellreaktivierung ( 2C - 2E ) signifikant zu. Dies liegt an der Tatsache, dass beide Orte eine Rolle bei der Bildung von Erinnerungen spielen, die mit bestimmten Emotionen verbunden sind.

Das Zwischenergebnis ist wie folgt: Die Zellen des Gyrus dentatus im Rückenbereich werden reaktiviert, nachdem sich die Mäuse in einer neutralen und stressigen Umgebung befinden; Die Zellen aus der ventralen Region werden jedoch erst nach Stress reaktiviert.

In der nächsten Phase der Studie stellten sich die Wissenschaftler die Aufgabe, herauszufinden, ob die genaue optogenetische * Aktivierung von Zellen entlang der Längsachse des Hippocampus das mit Appetit und Angst verbundene Verhalten beeinflusst.

Optogenetik * - eine Methode zur Untersuchung von Nervenzellen durch Einführung von Opsinen (lichtempfindlichen Rezeptoren) in ihre Membran, die auf Licht reagieren.

Den experimentellen Mäusen wurde ein aktivitätsabhängiger viraler Cocktail, der den Rhodopsin-2-Kanal (ChR2) exprimierte, in die dorsale oder ventrale Region injiziert. Nachdem die optischen Fasern ( 2F und 2H ) an der Injektionsstelle implantiert worden waren.

Doxycyclin wurde abgesetzt, um Zellen zu markieren, die für die Reaktion auf die folgenden Szenarien verantwortlich sind: neutrale Umgebung; Stresssituation (Anlegen von elektrischem Strom durch den Boden der Kammer) und Platzierung einer Frau ( 2G ) in der Kammer.

Wissenschaftler haben angstbezogene Erinnerungen durch die dorsalen oder ventralen Teile des Hippocampus aktiviert. Dies führte zum Tod des männlichen Probanden, was die Standardreaktion von Mäusen im Gefahrenfall ist ( 2I , 2J , 2L und 2M ).

Die Aktivierung der Erinnerungen, die mit der Anwesenheit des Weibchens in der Kammer verbunden waren, führte dazu, dass sich das Männchen zu dem Kamerapunkt bewegte, an dem sich das Weibchen befand. Das heißt, der Mann erinnerte sich daran, dass sie gestern zum Beispiel in der linken Ecke stand, und als der Hippocampus aktiviert wurde, zog er dorthin.

Die Aktivierung von Erinnerungen, die mit einer neutralen Umgebung verbunden sind, verursachte jedoch keine Reaktion bei dem männlichen Versuchspersonen, was ebenfalls durchaus zu erwarten ist ( 2K und 2N ).

Die obigen Experimente und ihre Ergebnisse auf praktische Weise bestätigen, dass die dorsalen und ventralen Regionen des Hippocampus an der Bildung von Angst und damit verbundenen Erinnerungen beteiligt sind. Das Verwalten dieser Stellen durch die Reaktivierung bestimmter Zellen ermöglicht es den Probanden, einen Verhaltensausdruck von Angst zu induzieren. Mit anderen Worten, diese Experimente haben die Möglichkeit bestätigt, Erinnerungen und Emotionen durch Kontrolle des Hippocampus zu manipulieren.

Schließlich begannen die Forscher mit Experimenten, die die Frage beantworten sollten: Ist es möglich, das mit den Erinnerungen verbundene Verhalten durch äußeren Einfluss langfristig zu ändern?

Alle Versuchspersonen gingen zuerst mit einer Stresskammer (Umgebung A) durch die Bühne, wonach eine Frau in die Kammer gebracht wurde, gefolgt von einer neutralen Umgebung und erneutem Stress (Umgebung B).

Nach der Vorbereitung führten die Wissenschaftler Zellreaktivierungsverfahren für den dorsalen und ventralen Bereich des Hippocampus der Maus durch (Sitzungen von 10 Minuten, 2-mal täglich für 5 Tage). Weitere 24 Stunden nach der Reaktivierung wurde ein Verhaltenstest ohne Verwendung einer Lichtstimulation ( 3A ) durchgeführt.


Bild Nr. 3

Das dorsale Stimulationsverfahren bei Mäusen, die ein Stressstadium durchliefen (4 Stromentladungen), zeigte eine signifikante Abnahme der Fading-Reaktion ( 3B ). Die Stimulation der ventralen Region von Mäusen, die nur von einer Entladung betroffen waren, zeigte jedoch einen Anstieg der Fading-Reaktion ( 3C ).

Um sicherzustellen, dass solche Unterschiede im Verhalten von Versuchspersonen nicht mit der Arbeit der basolateralen Mandel zusammenhängen, die eine wichtige Rolle bei der Behandlung von Angst und Stress spielt, verwendeten die Wissenschaftler spezielle Rezeptoren, die nur für das Medikament DREADD aktiviert werden. Dadurch konnte die basolaterale Mandel während der Hippocampusstimulation ( 3D und 3E ) geschwächt werden. Aufgrund von Clozapin-N-oxid (CNO) war die cFos-Aktivität in hM4Di-exprimierenden Zellen verringert und die untersuchten Zellen blieben intakt ( 3F und 3H ).

Wissenschaftler stellen fest, dass die chemogenetische Hemmung der angstverarbeitenden Zellen der basolateralen Mandel während der Stimulation der dorsalen Region des Hippocampus die Unterdrückung der Fading-Reaktion ( 3G ) nicht verhinderte. Das heißt, die basolateralen Tonsillenzellen sagen dem Gehirn, dass es beängstigend sein sollte und an Ort und Stelle einfrieren muss, aber die Stimulation der dorsalen Region des Hippocampus hebt dieses Signal auf, was übertrieben ist.

Das Interessanteste ist, dass die Intensivierung der Fading-Reaktion während der Stimulation der ventralen Region durch die Einführung basolateraler Tonsillenzellen ( 3H ) gestört wurde. Wieder übertrieben, dh im Fall der ventralen Region, konnten die Zellen der basolateralen Tonsille die Stimulation umgehen und die Fading-Reaktion reduzieren. Es stellt sich heraus, dass wir bei Stimulation der dorsalen und ventralen Regionen entgegengesetzte Reaktionen beobachten.

Somit wird deutlich, dass der Einfluss der basolateralen Tonsille ziemlich signifikant ist, da sich ihr Mechanismus zur Behandlung von Angst und Stress von dem im Hippocampus unterscheidet und primärer ist.

In Abwesenheit von CNO zeigten Probanden, die eine Stimulation der für Angst verantwortlichen Hippocampuszellen erhielten, eine Zellreaktivierung in den dorsalen und ventralen Regionen, nachdem sie in eine neutrale Umgebung ( 3K und 3L ) zurückgekehrt waren. Diese Änderungen waren jedoch auf der Ebene der Zufälligkeit, das heißt sehr unbedeutend. Darüber hinaus gab es in Gruppen von Mäusen, die nur durch die ventrale Region stimuliert wurden, einen signifikanten Anstieg des Zusammentreffens der Angstbehandlung mit basolateralen Tonsillenzellen und aktiven Zellen während der Reproduktion von mit Angst verbundenen Erinnerungen ( 3K und 3L ).

Zusammen bestätigen diese Daten, dass die Reaktivierung von Gyrus dentatuszellen die Nervenaktivität sowohl in den untersuchten Gyruszellen dentatus als auch in der basolateralen Tonsille stetig verändert. Und dies legt nahe, dass die Neuprogrammierung von Zellen, die Erinnerungen verarbeiten, real genug ist.

Um die Nuancen der Studie genauer kennenzulernen, empfehle ich Ihnen, den Bericht von Wissenschaftlern zu lesen .

Nachwort

Diese Studie bestätigte nicht nur in der Praxis die Tatsache, dass verschiedene Teile des Hippocampus für unterschiedliche, wenn auch verwandte Prozesse verantwortlich sind, sondern zeigte auch eine echte Möglichkeit, den Prozess der Verarbeitung von Erinnerungen von außen zu beeinflussen.

Wie ich bereits sagte, hat jeder etwas, das wir gerne vergessen würden. Schmerzhafte Erinnerungen können sozusagen die Gegenwart und Zukunft eines Menschen beeinflussen, abhängig vom Grad des Schmerzes. Natürlich können sich bei Manipulationen des Gedächtnisses moralische und ethische Fragen stellen: Sollte eine Person etwas vergessen? und wenn jemand eine ähnliche Technik verwendet, um Verantwortung zu vermeiden; und wenn jemand diese programmierbare Amnesie ohne seine Zustimmung auf jemanden usw. anwendet

Mit dem Aufkommen neuer Technologien oder Techniken, die Prozesse stören, die bisher nicht manipuliert werden konnten, gibt es immer wieder Kontroversen. Es wird immer Gegner und Unterstützer geben. Wenn der richtige Weg jedoch darin besteht, den Einsatz von Technologien zu beschränken, die in schlechten Händen zum Nachteil sein können, können Probleme vermieden werden.

Für eine Beurteilung der Technologie ist es noch zu früh, da sie sich noch im Anfangsstadium befindet. Die Wissenschaftler selbst wollen hier nicht aufhören und werden ihre Forschung fortsetzen. Demnach wird diese Technologie es Ihnen ermöglichen, mit vielen psychischen Störungen umzugehen, die mit einer sehr schmerzhaften Erfahrung verbunden sind, die viele gerne vergessen.

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit, bleiben Sie neugierig und haben Sie eine gute Arbeitswoche, Jungs.

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