Cách khôi phục ký ức đã mất 07.06.2015

Thông thường, khi họ nói về chứng hay quên, họ có nghĩa là sự đa dạng ngược dòng hoặc ngược dòng của nó. Có thể dễ dàng phân biệt chúng: chứng hay quên anterograde - vi phạm trí nhớ về những gì đã xảy ra sau khi bệnh khởi phát; ngược - suy giảm trí nhớ về những gì đã xảy ra trước khi bệnh khởi phát. Cả hai đều có thể xảy ra với một người do chấn thương não, hoặc do căng thẳng nghiêm trọng, hoặc do một bệnh thần kinh nghiêm trọng (ví dụ, hội chứng Alzheimer). Rõ ràng, nguyên nhân cụ thể của chứng hay quên là do một số tế bào thần kinh liên quan đến việc ghi và lưu trữ thông tin, vì một lý do nào đó, ngừng hoạt động như bình thường. Nhưng thực chất của những vấn đề này là gì? Một số (và hầu hết) bảo vệ giả thuyết rằng thông tin chỉ đơn giản là bị mất khỏi các mạch thần kinh nên không thể khôi phục được. Những người khác tin rằng chúng tôi đang giải quyết một vấn đề truy cập ở đây, rằng thông tin vẫn còn trong kho lưu trữ của não, nhưng nó đã bị chặn và chúng tôi không thể truy cập được.

Rõ ràng, giả thuyết về việc truy cập bị chặn vẫn đúng - kết quả thí nghiệm của Susumu Tonegawa và các nhân viên trong phòng thí nghiệm của ông tại Viện Công nghệ Massachusetts có lợi cho nó. Bản thân Tonegawa đã nhận giải Nobel năm 1987 nhờ phát hiện ra nguyên tắc di truyền hình thành sự đa dạng của kháng thể, nhưng sau đó chuyển sang cơ chế ghi nhớ tế bào. Và tại đây anh đã cùng các cộng sự của mình đạt được những thành công vượt bậc. Vì vậy, ví dụ, chỉ vào năm ngoái, họ đã phát hành một số bài báo trong đó họ mô tả cách bộ não ghi nhớ chuỗi sự kiện và cách bộ nhớ hoạt động được điều chỉnh khi chúng ta đột nhiên nhận ra rằng chúng ta đã làm sai điều gì đó. Cuối cùng, trong bài báo trên tạp chí Nature năm ngoái, họ đã nói về việc lập trình lại trí nhớ cảm xúc: bằng cách tác động đến các tế bào thần kinh vùng hải mã, các nhà nghiên cứu có thể biến những ký ức xấu thành tốt theo đúng nghĩa đen.

Vào năm 2012, nhóm của Tonegawa đã có thể xác nhận sự tồn tại của các tế bào engram trong hồi hải mã (một trong những trung tâm trí nhớ chính). Engram được hiểu là dấu vết do tác nhân kích thích để lại; Nếu chúng ta nói về tế bào thần kinh, thì một tín hiệu lặp đi lặp lại - âm thanh, mùi, môi trường nhất định, v.v. - sẽ gây ra một số thay đổi vật lý và sinh hóa ở chúng. Nếu kích thích sau đó được lặp lại, thì "dấu vết" được kích hoạt, và các tế bào mà nó hiện diện sẽ gọi lại toàn bộ ký ức từ bộ nhớ. Nói cách khác, các tế bào thần kinh engram ("chìa khóa") của chúng ta chịu trách nhiệm truy cập thông tin được ghi lại, và để chúng tự hoạt động, chúng phải được tác động bởi một tín hiệu chính. Tuy nhiên, ngoài ra, các tế bào như vậy phải có khả năng bằng cách nào đó bảo tồn dấu vết của các kích thích. Trong thực tế, điều này có nghĩa là các khớp thần kinh gian bào nên được tăng cường giữa các tế bào engram: chúng càng mạnh thì tín hiệu truyền qua giữa chúng càng đáng tin cậy, các tế bào thần kinh sẽ ghi nhớ một kích thích nhất định càng mạnh. Tuy nhiên, cho đến gần đây, không có xác nhận thực nghiệm nào ở đây - không ai biết liệu những thay đổi sinh hóa cụ thể có thực sự xảy ra trong các tế bào thần kinh liên quan đến việc ghi nhớ kích thích hay không.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng cùng một phương pháp di truyền quang học cho phép họ xác nhận sự tồn tại của các tế bào "chìa khóa" cách đây vài năm. Hãy nhớ lại rằng bản chất của di truyền quang học là một tế bào thần kinh giới thiệu một protein cảm quang tạo thành một kênh ion trong màng tế bào: một tín hiệu ánh sáng sẽ mở kênh, các ion được phân phối lại trên cả hai mặt của màng và tế bào thần kinh hoặc "bật" hoặc "ngủ gật", tùy thuộc vào những gì cần thiết trong một trải nghiệm cụ thể. Đầu tiên, họ tìm thấy các tế bào trong hồi hải mã của chuột có khả năng bật ký ức khi bản thân chúng được kích hoạt bởi ánh sáng. Các tế bào này, như các tác giả của công trình viết trong bài báo của họ trên Science, đã thực sự củng cố các kết nối giữa các tế bào - nói cách khác, chúng cùng nhau tạo thành một công tắc thần kinh, trên một tín hiệu, mở ra quyền truy cập vào một khối thông tin nhất định. Tiếp xúc giữa các tế bào tăng lên có nghĩa là tế bào cần nhiều protein hơn phục vụ cho khớp thần kinh, tức là mọi thứ đều dựa vào quá trình sinh tổng hợp protein. Quá trình tổng hợp trong tế bào thần kinh đã bị tắt bằng một loại thuốc kháng sinh, và điều này được thực hiện ngay sau khi con chuột ghi nhớ điều gì đó. Các khớp thần kinh trong trường hợp này vẫn còn mỏng manh, và quan trọng nhất là con chuột không thể nhớ bất cứ điều gì vào ngày hôm sau khi nó tiếp xúc với cùng một kích thích hoạt động trong quá trình huấn luyện. Hóa ra là chứng hay quên ngược dòng thực sự - ký ức về những gì đã xảy ra trước khi điều trị bằng thuốc kháng sinh đã biến mất và không thể khôi phục nó với sự trợ giúp của các kích thích thông thường.

Nhưng các tế bào engram tương tự được cho là phản ứng với một kích thích quan trọng và im lặng do các khớp thần kinh suy yếu mang theo các sửa đổi di truyền quang học. Và bây giờ, nếu chúng được kích hoạt với sự trợ giúp của một xung ánh sáng, thì trí nhớ của các loài động vật sẽ trở lại. Nếu chúng ta loại bỏ các chi tiết về các tế bào chuyển đổi đặc biệt, khớp thần kinh và tổng hợp protein, hóa ra các nhà khoa học thần kinh đã khôi phục trí nhớ với sự trợ giúp của một tia sáng chiếu vào não.

Nhưng vẫn nên nhấn mạnh vào các nơ-ron engram, cho dù tên của chúng có vẻ lạ lùng như thế nào đối với thính giác bất thường. Trước đây, phòng thí nghiệm của Tonegawa đã có thể chỉ ra rằng không chỉ một tế bào chịu trách nhiệm kích hoạt bộ nhớ, mà là một mạch thần kinh của một số tế bào thần kinh như vậy. Dựa trên dữ liệu mới, các nhà nghiên cứu đề xuất sơ đồ sau đây về cách tổ chức trí nhớ trong não của động vật có vú (và có lẽ, nói chung, ở hầu hết các loài động vật có hệ thần kinh trung ương). Điểm chính của nó là các cấu trúc khác nhau chịu trách nhiệm lưu trữ và kích hoạt bộ nhớ - các nhóm tế bào engram đảm nhiệm các mạch thần kinh khác lưu trữ các khối thông tin và các nơron kích hoạt theo một nghĩa nào đó có thể được so sánh với việc thủ thư cho mượn sách theo yêu cầu. Hơn nữa, mối quan hệ giữa nơ-ron kích hoạt và nơ-ron lưu trữ có thể khác nhau, ví dụ, một mạng kích hoạt có thể hoạt động trên một số đơn vị bộ nhớ cùng một lúc, và các mối quan hệ cụ thể giữa chúng với những đơn vị khác vẫn cần được nghiên cứu kỹ lưỡng.

Tất nhiên, điều này không có nghĩa là sự suy giảm hoặc mất trí nhớ chỉ là do trục trặc trong các tế bào engram, các vấn đề cũng có thể bắt đầu từ "bộ nhớ chính". Tuy nhiên, trên quan điểm thực tế, vẫn rất hữu ích nếu biết được tế bào thần kinh nào cần được tác động để khôi phục lại những ký ức đã bị lãng quên từ lâu, bởi vì bản thân những ký ức đó vẫn chưa biến mất, bạn chỉ cần “ đánh thức ”các tế bào chịu trách nhiệm về chúng.