Patienter med posttraumatisk stresslidelse

Patienter med posttraumatisk stresslidelse

Et team af forskere ved University of Southern California var i stand til at afbilde hjernen på levende zebrafisk for at vise, hvordan hjernen behandler og lagrer minder i et banebrydende studie, der kunne give håb om nye behandlinger for posttraumatisk stresslidelse (PTSD).

Ved hjælp af et specialdesignet mikroskop kunne forskerne registrere, hvordan fiskenes hjerneceller - som er gennemsigtige i deres ungdom - lyste op med millioner af farver og lys under forsøget.

Et kort over ændringer i hjernen

Undersøgelsen, som kortlagde ændringer i hjernen, førte til den overraskende opdagelse, at processen med at skabe minder ser ud til at være udført ved at skabe nye synapser eller forbindelser mellem neuroner eller få dem til at forsvinde helt, i modsætning til hvad den almindeligt accepterede teori ville antyde. Overordnet set styrker læring og minder forbindelser eller synapser mellem neuroner.

Undersøgelsen brugte zebrafisk, fordi deres hjerner ligner menneskelige hjerner, både genetisk og cellulært, og de unge fisk er gennemsigtige - hvilket tillader et kig uden at skulle foretage ændringer i deres levende hjerner.

"I de sidste XNUMX år har den almindelige visdom været, at man lærer ved at ændre styrken af ​​synapser, men det, man har fundet, er det modsatte," siger forsker Karl Kelsman i en pressemeddelelse.

Dramatisk forandring

Mens hovedforsker professor Don Arnold, en professor ved University of Southern California, tilføjede: "Det bedst mulige resultat blev opnået, fordi vi kunne se denne dramatiske ændring i antallet af synapser - nogle forsvinder, nogle dannes, og [som dukkede op] i en meget distinkt del af hjernen.” . [Den almindelige overbevisning] var, at synapser ændrer deres styrke. Men overraskelsen var at se fænomenet push and pull, og der var ingen ændring i synapsernes styrker."

Ved at give videnskabsfolk mulighed for at spore og navngive ændringer i forbindelser mellem neuroner, kunne eksperimentet hjælpe med at vise, hvordan minder dannes i den menneskelige hjerne, og hvorfor visse typer af erindringer er stærkere end andre, i hvad forskerne mener kunne tilbyde et gennembrud i nye behandlinger for PTSD Traumatisk PTSD og neurodegenerative sygdomme.

I amygdala, ikke hippocampus

Det viser sig, at negative minder ser ud til at dannes i en anden del af hjernen end de fleste andre minder i amygdalaen, som er ansvarlig for følelsesmæssige reaktioner såsom kamp eller flugt.

Professor Arnold forklarede: "Hukommelsesdannelse mentes primært at involvere remodellering af eksisterende synaptiske forbindelser, mens vi i denne undersøgelse opdagede, at synapser dannes og fjernes, mens kun små, tilfældige ændringer i synaptisk styrke [af neuronale netværk] blev set. eksisterende."

Dette kan skyldes denne undersøgelses fokus på associative erindringer, som er meget mere kraftfulde end andre erindringer og dannes et andet sted i hjernen, [specifikt i] amygdala, kontra hippocampus for de fleste andre minder. Og [denne opdagelse] kan en dag have en forbindelse til PTSD, som menes at opstå gennem dannelsen af ​​associative minder.

blændende mikroskop

Ved hjælp af et nyt avanceret mikroskop, opfundet ved University of Southern California, var forskere i stand til i seks år at studere fiskenes hjerner og sammenligne neuronernes synapser og synaptiske ændringer, hvilket førte til et "gennembrud inden for neurovidenskab."
Medforfatter professor Scott Fraser tilføjede, at "mikroskopet [brugt i undersøgelsen] er designet til at løse udfordringen med billeddannelse og udvinde den viden, som videnskabsmænd har brug for at få adgang til."

Laser, fluorescerende og algoritmer

Fraser, Arnold og Kiselman trænede zebrafisk til at forbinde det varme af infrarødt laserlys, der projiceres på deres hoveder, med en ubehagelig fornemmelse. Fisken, hvis DNA er blevet ændret, så synapser kan skelnes på et fluorescerende protein, der lyser, når det belyses af laserstråler, forsøger at undgå laseren ved at svømme væk, og fisk, der husker associationen, slår med halen, når lyset tændes. selv uden laser.

Fem timer efter den indledende lasereksponering målte forskerne dramatiske ændringer i fiskehjerneneuronsynapser og neuronal funktion. Resultaterne blev analyseret ved hjælp af nye algoritmer udviklet til at overvåge de skiftende sammenlåsningsmønstre.

Vinder ignorering dig virkelig en mands hjerte?