Các nhà nghiên cứu đã xác định được một mạch trong đồi thị trước cần thiết để ghi nhớ cách điều hướng trong mê cung. Khu vực này có thể là một mục tiêu đầy hứa hẹn cho các phương pháp điều trị có thể giúp đảo ngược tình trạng mất trí nhớ ở người lớn tuổi mà không ảnh hưởng đến các bộ phận khác của não.
Khi lớn tuổi, trí nhớ làm việc của họ thường suy giảm, khiến việc thực hiện các công việc hàng ngày trở nên khó khăn hơn. Một vùng não quan trọng liên quan đến loại trí nhớ này là đồi thị trước, chủ yếu liên quan đến trí nhớ không gian - ghi nhớ về môi trường xung quanh chúng ta và cách điều hướng chúng.
Trong một nghiên cứu trên chuột, các nhà nghiên cứu của MIT đã xác định được một mạch ở đồi trước cần thiết để ghi nhớ cách điều hướng trong mê cung. Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng mạch này bị suy yếu ở những con chuột già, nhưng việc tăng cường hoạt động của nó giúp cải thiện đáng kể khả năng chạy mê cung của chúng một cách chính xác.
Các nhà nghiên cứu cho biết khu vực này có thể là một mục tiêu đầy hứa hẹn cho các phương pháp điều trị có thể giúp đảo ngược tình trạng mất trí nhớ ở người lớn tuổi mà không ảnh hưởng đến các bộ phận khác của não.
Theo Guoping Feng, James W. và Patricia T. Giáo sư Poitras về Khoa học Não bộ và Nhận thức tại MIT, thành viên của Viện Broad của Harvard và MIT, và là phó giám đốc của Viện Nghiên cứu Não bộ McGovern tại MIT.
Feng là tác giả chính của nghiên cứu, xuất hiện ngày nay trong Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia . Dheeraj Roy, người được trao Giải thưởng NIH K99 và là thành viên của McGovern tại Viện Broad, và Ying Zhang, nghiên cứu sinh sau tiến sĩ của J. Douglas Tan tại Viện McGovern, là tác giả chính của bài báo.
(adv)
Đồi thị, một cấu trúc nhỏ nằm gần trung tâm của não, góp phần thúc đẩy bộ nhớ hoạt động và nhiều chức năng điều hành khác, chẳng hạn như lập kế hoạch và chú ý. Phòng thí nghiệm của Feng gần đây đang nghiên cứu một vùng đồi thị được gọi là đồi trước, có vai trò quan trọng trong trí nhớ và điều hướng không gian.
Các nghiên cứu trước đây trên chuột đã chỉ ra rằng tổn thương đồi thị trước dẫn đến suy giảm trí nhớ làm việc trong không gian. Ở người, các nghiên cứu đã phát hiện ra sự suy giảm liên quan đến tuổi hoạt động của đồi trước, tương quan với hiệu suất thấp hơn trong các nhiệm vụ ghi nhớ không gian.
Đồi thị trước được chia thành ba phần: bụng, lưng và trung gian. Trong một nghiên cứu được công bố vào năm ngoái, Feng, Roy và Zhang đã nghiên cứu vai trò của đồi thị trước ức chế (AD) và đồi thị trước tủy sống (AV) trong việc hình thành trí nhớ. Họ phát hiện ra rằng đồi thị AD có liên quan đến việc tạo ra các bản đồ tinh thần về các không gian vật lý, trong khi đồi thị AV giúp não phân biệt những ký ức này với những ký ức khác về các không gian tương tự.
Trong nghiên cứu mới của họ, các nhà nghiên cứu muốn tìm hiểu sâu hơn về đồi thị AV, khám phá vai trò của nó trong nhiệm vụ ghi nhớ hoạt động trong không gian. Để làm được điều đó, họ đã huấn luyện chuột chạy một mê cung hình chữ T đơn giản. Vào đầu mỗi thử nghiệm, những con chuột chạy cho đến khi chúng đến chỗ T. Một cánh tay bị chặn lại, buộc chúng phải chạy xuống cánh tay còn lại. Sau đó, những con chuột lại được đưa vào mê cung, với cả hai cánh tay mở rộng. Những con chuột được thưởng nếu chúng chọn cánh tay đối diện ngay từ lần chạy đầu tiên. Điều này có nghĩa là để đưa ra quyết định chính xác, họ phải nhớ mình đã bật chế độ chạy nào trước đó.
Khi những con chuột thực hiện nhiệm vụ, các nhà nghiên cứu đã sử dụng di truyền quang học để ức chế hoạt động của tế bào thần kinh AV hoặc AD trong ba phần khác nhau của nhiệm vụ: giai đoạn mẫu, xảy ra trong lần chạy đầu tiên; giai đoạn trì hoãn, trong khi họ đang đợi lần chạy thứ hai bắt đầu; và giai đoạn lựa chọn, khi những con chuột đưa ra quyết định sẽ rẽ theo cách nào trong lần chạy thứ hai.
Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng việc ức chế tế bào thần kinh AV trong giai đoạn mẫu hoặc giai đoạn lựa chọn không ảnh hưởng đến hiệu suất của chuột, nhưng khi họ ức chế hoạt động của AV trong giai đoạn trì hoãn, kéo dài 10 giây hoặc lâu hơn, những con chuột thực hiện nhiệm vụ kém hơn nhiều.
Điều này cho thấy rằng các tế bào thần kinh AV là quan trọng nhất để ghi nhớ thông tin trong khi nó cần thiết cho một nhiệm vụ. Ngược lại, việc ức chế tế bào thần kinh AD làm gián đoạn hoạt động trong giai đoạn mẫu nhưng ít có tác dụng trong giai đoạn trễ. Phát hiện này phù hợp với nghiên cứu trước đó của nhóm nghiên cứu cho thấy các tế bào thần kinh AD có liên quan đến việc hình thành ký ức về một không gian vật lý.
Roy nói: “Đồi thị trước nói chung là một vùng học tập không gian, nhưng các tế bào thần kinh vùng bụng dường như cần thiết trong giai đoạn duy trì này, trong thời gian trì hoãn ngắn này,” Roy nói. "Bây giờ chúng ta có hai phân khu bên trong đồi thị trước: một phần dường như giúp ích cho việc học theo ngữ cảnh và phần kia thực sự giúp nắm bắt thông tin này."
Suy giảm liên quan đến tuổi tác
Sau đó, các nhà nghiên cứu đã kiểm tra tác động của tuổi tác lên mạch này. Họ phát hiện ra rằng những con chuột già hơn (14 tháng) thực hiện nhiệm vụ T-mê cung kém hơn và các tế bào thần kinh AV của chúng kém kích thích hơn. Tuy nhiên, khi các nhà nghiên cứu kích thích nhân tạo những tế bào thần kinh đó, hiệu suất của những con chuột trong nhiệm vụ được cải thiện đáng kể.
Một cách khác để tăng cường hiệu suất trong nhiệm vụ ghi nhớ này là kích thích vỏ não trước trán, nơi cũng trải qua quá trình suy giảm liên quan đến tuổi tác. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu nhận thấy, việc kích hoạt vỏ não trước cũng làm tăng các biện pháp lo lắng ở chuột.
Zhang nói: “Nếu chúng ta trực tiếp kích hoạt các tế bào thần kinh trong vỏ não trước trán, nó cũng sẽ tạo ra hành vi liên quan đến lo lắng, nhưng điều này sẽ không xảy ra trong quá trình kích hoạt AV,” Zhang nói. "Đó là một lợi thế của việc kích hoạt AV so với vỏ não trước trán."
Các nhà nghiên cứu cho biết, nếu một công nghệ không xâm lấn hoặc xâm lấn tối thiểu có thể được sử dụng để kích thích các tế bào thần kinh đó trong não người, nó có thể cung cấp một cách để giúp ngăn chặn sự suy giảm trí nhớ do tuổi tác, các nhà nghiên cứu cho biết. Hiện họ đang lên kế hoạch thực hiện giải trình tự RNA đơn bào của các tế bào thần kinh của đồi trước để tìm ra các dấu hiệu di truyền có thể được sử dụng để xác định các tế bào có thể tạo ra mục tiêu tốt nhất.
Nguồn Viện Công nghệ Massachusetts
