Memajukan pengeditan gen dengan varian CRISPR / Cas9 baru - ScienceDaily
Popular

Studi dapat mengarah pada cara baru untuk meningkatkan memori bagi mereka yang mengalami cedera otak traumatis atau penyakit Alzheimer – ScienceDaily


Dua studi yang dipimpin oleh para peneliti UT Southwestern memberi penjelasan baru tentang bagaimana otak menyandikan waktu dan tempat ke dalam ingatan. Temuan yang dipublikasikan baru-baru ini di PNAS dan Ilmu, tidak hanya menambah tubuh penelitian fundamental tentang memori, tetapi pada akhirnya dapat memberikan dasar untuk perawatan baru untuk memerangi kehilangan memori dari kondisi seperti cedera otak traumatis atau penyakit Alzheimer.

Sekitar satu dekade lalu, sekelompok neuron yang dikenal sebagai “sel waktu” ditemukan pada tikus. Sel-sel ini tampaknya memainkan peran unik dalam merekam kapan peristiwa-peristiwa terjadi, memungkinkan otak menandai dengan tepat urutan apa yang terjadi dalam memori episodik.

Terletak di hipokampus otak, sel-sel ini menunjukkan pola aktivitas yang khas saat hewan menyandikan dan mengingat peristiwa, jelas Bradley Lega, MD, profesor bedah saraf di UTSW dan penulis senior dari PNAS belajar. Dengan menembak dalam urutan yang dapat direproduksi, mereka memungkinkan otak untuk mengatur kapan peristiwa terjadi, kata Lega. Waktu penembakan mereka dikendalikan oleh gelombang otak 5 Hz, yang disebut osilasi theta, dalam proses yang dikenal sebagai presesi.

Lega menyelidiki apakah manusia juga memiliki sel waktu dengan menggunakan tugas memori yang menuntut informasi yang berkaitan dengan waktu. Lega dan rekan-rekannya merekrut sukarelawan dari Unit Pemantauan Epilepsi di Institut Otak Peter O’Donnell Jr. UT Southwestern, tempat pasien epilepsi tinggal selama beberapa hari sebelum operasi untuk mengangkat bagian otak mereka yang rusak yang memicu kejang. Elektroda yang ditanamkan di otak pasien ini membantu ahli bedah mereka secara tepat mengidentifikasi fokus kejang dan juga memberikan informasi berharga tentang cara kerja bagian dalam otak, kata Lega.

Saat merekam aktivitas listrik dari hipokampus pada 27 otak relawan, para peneliti meminta mereka melakukan tugas “mengingat bebas” yang melibatkan membaca daftar 12 kata selama 30 detik, mengerjakan soal matematika singkat untuk mengalihkan perhatian mereka dari melatih daftar, dan kemudian mengingat sebanyak mungkin kata dari daftar selama 30 detik berikutnya. Tugas ini membutuhkan pengaitan setiap kata dengan segmen waktu (daftarnya ada di), yang memungkinkan Lega dan timnya untuk mencari sel waktu. Apa yang ditemukan tim sangat menarik: Mereka tidak hanya mengidentifikasi populasi sel waktu yang kuat, tetapi penembakan sel-sel ini memprediksi seberapa baik individu dapat menghubungkan kata-kata bersama dalam waktu (sebuah fenomena yang disebut pengelompokan temporal). Akhirnya, sel-sel ini tampaknya menunjukkan presesi fase pada manusia, seperti yang diperkirakan.

“Selama bertahun-tahun para ilmuwan telah mengusulkan bahwa sel waktu seperti lem yang menyatukan kenangan peristiwa dalam hidup kita,” menurut Lega. “Penemuan ini secara khusus mendukung gagasan itu dengan cara yang elegan.”

Dalam studi kedua di Ilmu, Brad Pfeiffer, Ph.D., asisten profesor ilmu saraf, memimpin tim yang menyelidiki sel tempat – populasi sel hipokampus pada hewan dan manusia yang mencatat di mana peristiwa terjadi. Para peneliti telah lama mengetahui bahwa saat hewan melakukan perjalanan di jalur yang telah mereka lalui sebelumnya, neuron yang mengkodekan lokasi berbeda di sepanjang jalur akan menyala secara berurutan seperti sel waktu menyala dalam urutan peristiwa temporal, Pfeiffer menjelaskan. Selain itu, saat tikus aktif menjelajahi lingkungan, sel tempat diatur lebih lanjut menjadi “urutan mini” yang mewakili sapuan virtual lokasi di depan tikus. Sapuan seperti radar ini terjadi kira-kira 8-10 kali per detik dan dianggap sebagai mekanisme otak untuk memprediksi peristiwa atau hasil yang akan datang segera.

Sebelum penelitian ini, diketahui bahwa ketika tikus berhenti berjalan, sel-sel tempat akan sering aktif kembali dalam urutan panjang yang tampaknya mengulangi pengalaman tikus sebelumnya secara terbalik. Sementara peristiwa “pemutaran ulang” ini diketahui penting untuk pembentukan memori, tidak jelas bagaimana hipokampus dapat menghasilkan urutan seperti itu. Memang, pekerjaan yang cukup besar telah menunjukkan bahwa pengalaman harus memperkuat ke depan, urutan “melihat ke depan” tetapi melemahkan acara replay terbalik.

Untuk menentukan bagaimana ingatan mundur dan maju ini bekerja sama, Pfeiffer dan rekan-rekannya menempatkan elektroda di hipokampus tikus, kemudian membiarkan mereka menjelajahi dua tempat berbeda: arena persegi dan jalur lurus yang panjang. Untuk mendorong mereka bergerak melalui ruang-ruang ini, mereka menempatkan sumur dengan susu coklat di berbagai tempat. Mereka kemudian menganalisis aktivitas sel tempat hewan untuk melihat bagaimana hal itu sesuai dengan lokasi mereka.

Neuron tertentu ditembakkan saat tikus berkeliaran di ruang-ruang ini, menyandikan informasi pada tempatnya. Neuron yang sama ini ditembakkan dalam urutan yang sama saat tikus menelusuri kembali jalurnya, dan secara berkala menembak secara terbalik saat mereka menyelesaikan kaki perjalanan yang berbeda. Namun, dengan melihat lebih dekat pada data, para peneliti menemukan sesuatu yang baru: Saat tikus bergerak melalui ruang-ruang ini, neuron mereka tidak hanya memamerkan urutan-kecil ke depan, prediksi, tetapi juga urutan-mini retrospektif yang mundur. Urutan maju dan mundur bergantian satu sama lain, masing-masing hanya membutuhkan beberapa lusin milidetik untuk menyelesaikannya.

“Sementara hewan-hewan ini bergerak maju, otak mereka terus-menerus beralih antara mengharapkan apa yang akan terjadi selanjutnya dan mengingat apa yang baru saja terjadi, semua dalam jangka waktu sepersekian detik,” kata Pfeiffer.

Pfeiffer dan timnya saat ini sedang mempelajari masukan apa yang diterima sel-sel ini dari bagian lain otak yang menyebabkan mereka bertindak dalam pola maju atau mundur ini. Secara teori, katanya, adalah mungkin untuk membajak sistem ini untuk membantu otak mengingat di mana suatu peristiwa terjadi dengan lebih tepat. Demikian pula, tambah Lega, teknik stimulasi pada akhirnya mungkin dapat meniru pola sel waktu yang tepat untuk membantu orang lebih akurat mengingat urutan peristiwa temporal. Studi lebih lanjut dengan “Dalam beberapa dekade terakhir, telah terjadi ledakan dalam temuan baru tentang memori,” tambahnya. “Jarak antara penemuan mendasar pada hewan dan bagaimana mereka dapat membantu manusia menjadi jauh lebih pendek sekarang.”

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Lagutogel/a>