Výskum mozgu: Ako dve oblasti ovládajú našu pamäť!

Výskum mozgu: Ako dve oblasti ovládajú našu pamäť!

Vedci z Ruhr University Bochum významne prispeli k neurovede tým, že študovali, ako dve špecifické oblasti mozgu – locus coeruleus a ventrálna tegmentálna oblasť – ovplyvňujú spôsob, akým sa obsah pamäte ukladá v mozgu. Tieto dve oblasti si navzájom konkurujú, čo určuje, či sú v našej pamäti ukotvené spomienky na špeciálne, emocionálne nabité alebo relevantné zážitky. Zistenia tejto štúdie boli publikované 30. decembra 2024 v časopise PNAS.

Dr. Hardy Hagena a prof. Dr. Denise Manahan-Vaughan uskutočnili výskum pomocou optogenetických metód. Táto technika umožňuje geneticky modifikovať potkany tak, že určité nervové bunky môžu byť aktivované alebo deaktivované svetlom. Tento nový prístup ponúka hlbší pohľad na komplexné interakcie v mozgu, ktoré sú kľúčové pre pamäťové procesy.

Funkcia locus coeruleus

Locus coeruleus má ústrednú úlohu v retikulárnom aktivačnom systéme, ktorý zahŕňa aj retikulárnu formáciu a raphe nuclei. Táto oblasť je rozhodujúca pre uvedomenie, bdelosť a pozornosť. Čo je obzvlášť zaujímavé, je to, že locus coeruleus uvoľňuje norepinefrín cez receptorovú dráhu spojenú s G proteínom, čo podporuje tvorbu pamäte a posilňuje spomienky, najmä v stresových situáciách. Štúdie ukazujú, že aktivácia locus coeruleus môže viesť k zvýšenému prietoku krvi v určitých oblastiach mozgu, čo zdôrazňuje jeho dôležitú úlohu pri poznávaní a pamäti.

Okrem toho je locus coeruleus počas REM spánku neaktívny, čo naznačuje zložité mechanizmy, ktoré kontrolujú pamäť a emócie. Nezrovnalosti v tejto oblasti môžu viesť k rôznym neuropsychiatrickým a neurodegeneratívnym ochoreniam vrátane depresie, posttraumatickej stresovej poruchy a Alzheimerovej choroby. Je preto nevyhnutné lepšie pochopiť, ako táto oblasť mozgu funguje, aby bolo možné vyvinúť cielené terapie.

Kognitívne spracovanie a stres

Významným aspektom výskumu je aj súvislosť medzi vzrušením a pamäťou. Vzrušenie je definované ako kontinuum, ktoré zahŕňa ako nedostatočnú stimuláciu (napr. nedostatok pozornosti), tak nadmernú stimuláciu (napr. hypervigilanciu). Optimálna sila vzrušenia môže zlepšiť výkon, zatiaľ čo príliš nízka aj príliš vysoká úroveň vzrušenia môže viesť k kognitívnej poruche. Výskum ukazuje, že locus coeruleus hrá kľúčovú úlohu v stresových situáciách tým, že ovplyvňuje tvorbu pamäte prostredníctvom uvoľňovania norepinefrínu.

Nervové mechanizmy, ktoré riadia rôzne stavy vzrušenia, zostávajú dodnes intenzívnou oblasťou výskumu. Historické štúdie, ako napríklad Walter Cannon o reakcii na stres a objav osi hypotalamus-hypofýza-nadobličky, významne ovplyvnili chápanie stresu a jeho fyziologických účinkov. Moderné technológie, ako sú MRI a elektroencefalogramy (EEG), dnes umožňujú hlbší pohľad na vzorce neuronálnej aktivity v rôznych stavoch vzrušenia.

Stručne povedané, štúdium locus coeruleus a jeho interakcií s ventrálnou tegmentálnou oblasťou predstavuje dôležitý krok k pochopeniu fyziologického základu pamäti a emócií. Zistenia zo štúdie na Ruhr University Bochum pomáhajú dešifrovať základné mechanizmy, ktoré sú dôležité pre rôzne kognitívne a emocionálne poruchy. Budúce štúdie pomôžu vyvinúť terapeutické prístupy v tejto oblasti na riešenie problémov neuropsychiatrických porúch.