Creierul poate păstra amintirile chiar și după pierderea a peste jumătate dintre conexiunile neuronale, arată un nou studiu

Creierul poate păstra amintirile chiar și după pierderea a peste jumătate dintre conexiunile neuronale, arată un nou studiu
Descoperire despre amintiri și creier / Foto: Proffimedia

Un studiu publicat în revista Science ar putea schimba modul în care înțelegem procesul de formare și păstrare a amintirilor. Cercetătorii au descoperit că memoria poate supraviețui chiar și atunci când creierul pierde mai mult de jumătate dintre conexiunile neuronale implicate în stocarea informațiilor.

Descoperirea contrazice una dintre ipotezele care au dominat neuroștiința în ultimele decenii. Până acum, mulți specialiști considerau că amintirile sunt păstrate prin consolidarea unor conexiuni sinaptice individuale. Noul studiu sugerează însă că memoria ar putea depinde de o arhitectură mult mai complexă, capabilă să reziste chiar și în condițiile unor modificări structurale majore.

Pentru a ajunge la această concluzie, cercetătorii au folosit un model experimental neobișnuit: hibernarea artificială.

Ce se întâmplă cu memoria în timpul hibernării

Hibernarea reprezintă una dintre cele mai interesante stări biologice studiate de oamenii de știință. În această perioadă, activitatea neuronală scade dramatic, temperatura corpului se reduce, iar metabolismul funcționează la un nivel minim.

În mod surprinzător, animalele care ies din hibernare își păstrează amintirile, chiar dacă o parte importantă a conexiunilor dintre neuroni dispare temporar.

Pornind de la această observație, cercetătorii au indus artificial starea de hibernare la șoareci pentru a analiza ce se întâmplă în interiorul creierului.

Rezultatele au fost spectaculoase. Activitatea neuronilor din hipocamp, regiunea cerebrală implicată în formarea și stocarea amintirilor, a scăzut considerabil. În același timp, mai mult de jumătate dintre sinapse și dintre așa-numiții spini dendritici au fost eliminați.

În mod normal, o asemenea transformare ar fi trebuit să afecteze memoria. Totuși, după revenirea la starea obișnuită, șoarecii și-au amintit informațiile învățate anterior.

O parte dintre conexiunile pierdute au reapărut în aceleași locuri

Una dintre cele mai interesante descoperiri ale studiului a fost legată de capacitatea creierului de a reconstrui structurile eliminate.

Peste 80% dintre spinii dendritici care au dispărut în timpul hibernării au reapărut ulterior exact în aceleași poziții.

Această observație sugerează că dispariția unor conexiuni neuronale nu înseamnă neapărat pierderea definitivă a informațiilor.

Mai mult decât atât, cercetătorii au identificat o categorie specială de conexiuni între neuronii implicați în stocarea amintirilor. Aceste conexiuni erau grupate în structuri organizate spațial și prezentau o rezistență mult mai mare la modificările produse în timpul hibernării. Practic, anumite rețele neuronale au rămas aproape intacte, în ciuda remodelării masive a creierului.

Amintirile nu sunt stocate într-o singură conexiune neuronală

Mult timp, teoria dominantă a fost că amintirile depind în principal de puterea unor conexiuni individuale dintre neuroni.

Noul studiu propune o interpretare diferită. Cercetătorii susțin că informațiile ar putea fi stocate într-o rețea complexă de conexiuni, organizată sub forma unor grupuri specializate de neuroni. Structura, denumită engramă sinaptică, pare să funcționeze ca o hartă biologică a memoriei.

Atunci când cercetătorii au provocat pierderea sinapselor printr-o metodă diferită, care afecta și memoria, această organizare specifică a fost distrusă. În schimb, în timpul hibernării artificiale, arhitectura rețelei a rămas funcțională.

Descoperirea sugerează că stabilitatea memoriei nu depinde exclusiv de existența fiecărei conexiuni individuale, ci de modul în care acestea sunt organizate în ansamblul rețelei neuronale.

Ce ar putea însemna această descoperire pentru viitor

Înțelegerea mecanismelor prin care creierul păstrează amintirile ar putea avea implicații importante în tratarea bolilor neurodegenerative.

Afecțiuni precum boala Alzheimer sunt asociate cu deteriorarea progresivă a conexiunilor neuronale. Dacă memoria este stocată într-o arhitectură mai complexă și mai rezistentă decât se credea până acum, cercetătorii ar putea dezvolta noi strategii pentru protejarea sau recuperarea informațiilor pierdute.

Studiul nu oferă încă răspunsuri definitive, însă demonstrează că memoria este mult mai flexibilă decât sugerau modelele clasice.

După decenii de cercetare, una dintre cele mai fascinante întrebări din neuroștiință rămâne deschisă: unde sunt stocate, de fapt, amintirile? Noul studiu indică faptul că răspunsul nu trebuie căutat într-o singură conexiune dintre doi neuroni, ci în întreaga arhitectură a rețelelor care formează memoria.