SA: قدرت سیناپسی کلید حفظ حافظه در پیری است

به گزارش مجله خبری نگار، حافظه با سرعت‌های مختلفی در طول زندگی کاهش می‌یابد و باعث می‌شود افراد مسن قادر به یادآوری تجربیات شخصی خود نباشند. مدت‌هاست که این فرآیند پیش‌رونده و تقریباً اجتناب‌ناپذیر، نتیجه حذف طبیعی خار‌های دندریتی، یکی از اجزای کلیدی سیناپس‌ها، از نورون‌های مغز با افزایش سن فرض شده است.

مطالعه‌ای که در مجله Science Advances منتشر شده و توسط دانشمندان دانشگاه آلاباما در بیرمنگام و مرکز پزشکی دانشگاه راش در شیکاگو، ایلینوی انجام شده است، اکنون شواهدی ارائه می‌دهد که نشان می‌دهد حفظ تجربیات زندگی گذشته توسط کیفیت سیناپس‌ها در پیری پشتیبانی می‌شود، نه کمیت آنها.

جرمی هرسکوویتز، یکی از نویسندگان این مطالعه، گفت: «این یک پارادایم‌شکن است. به مدت ۳۵ سال، باور غالب این بود که کاهش حافظه در درجه اول ناشی از از بین رفتن خار‌های دندریتیک است که جایگزین سیناپس‌ها می‌شوند. با افزایش سن از ۴۰ تا ۸۵ سالگی، از بین رفتن طبیعی خار‌های دندریتیک و سیناپس‌ها رخ می‌دهد که کاملاً طبیعی است. این از دست دادن طبیعی ممکن است در فقدان تیزبینی شناختی که همه ما با افزایش سن تجربه می‌کنیم، نقش داشته باشد. با این حال، ما نشان می‌دهیم که حتی وقتی سیناپس‌ها از بین می‌روند، سیناپس‌هایی که باقی می‌مانند می‌توانند این از دست دادن را جبران کنند.»

هرسکوویتز می‌گوید این موضوع پیامد‌های بزرگی دارد. او توضیح داد: «حتی در افراد مسن‌تر، افرادی که ۸۰، ۹۰ یا ۹۵ سال سن دارند، هنوز هم انعطاف‌پذیری کافی در تشکیل سیناپس‌ها برای حفظ حافظه وجود دارد. این بدان معناست که درمان برای بازسازی خار‌های دندریتیک و سیناپس‌ها می‌تواند با افزایش سن یا در صورت از دست دادن حافظه به دلیل زوال عقل آلزایمر، حافظه را بسیار آسان‌تر کند.»

این مطالعه با کمک پروژه مطالعه فرامین مذهبی و حافظه و پیری راش (ROSMAP) در دانشگاه راش امکان‌پذیر شد. ROSMAP راهبه‌های کاتولیک، کشیش‌ها و برادران ۶۵ سال به بالا را که در زمان ثبت‌نام هیچ نشانه‌ای از زوال عقل ندارند، جذب می‌کند. شرکت‌کنندگان سالانه تحت ارزیابی‌های پزشکی و روانشناختی قرار می‌گیرند و موافقت می‌کنند که پس از مرگ مغز خود را اهدا کنند.

هرسکوویتز و همکارانش نمونه‌های مغز پس از مرگ ۱۲۸ شرکت‌کننده در ROSMAP را مطالعه کردند. شرکت‌کنندگان در زمان مرگ ۹۰.۵ سال سن داشتند و سطوح مختلفی از توانایی شناختی و نوروپاتولوژی مرتبط با آلزایمر را نشان می‌دادند. همه آنها تحت آزمایش شناختی سالانه برای حافظه اپیزودیک، توانایی بینایی/جهت‌گیری ادراکی، سرعت ادراک، حافظه معنایی و حافظه کاری قرار گرفتند. این مطالعه شامل دو نمونه از هر مغز بود، یکی از قشر گیجگاهی که دارای ساختار‌های حیاتی برای حافظه بلندمدت است و دیگری از قشر پیش‌حرکتی پیشانی.

پس از رنگ‌آمیزی نمونه‌های مغز، عکس‌برداری از مقاطع نازک و ساخت بازسازی‌های دیجیتالی سه‌بعدی از ۵۵۵۲۱ خار دندریتیک منفرد روی ۲۱۵۷ نورون، محققان از دو روش آماری، که یکی از آنها از یادگیری ماشینی نوآورانه استفاده می‌کرد، استفاده کردند تا ببینند آیا هیچ یک از ۱۶ اندازه‌گیری مختلف مورفولوژی خار با هیچ یک از ۱۷ معیار مختلف عملکرد مغز، سن و نوروپاتولوژی بیماری آلزایمر همبستگی دارد یا خیر. یکی از معیار‌های عملکرد مغز، حافظه اپیزودیک بود - توانایی به خاطر سپردن وقایع روزمره و تجربیات شخصی گذشته.

محققان دریافتند که برای نورون‌های قشر گیجگاهی، قطر سر خار دندریتیک، اما نه تعداد خارها، پیش‌بینی حافظه اپیزودیک را در مدل‌هایی که شامل نمرات پلاک بتا آمیلوئید، آسیب‌شناسی درهم‌تنیدگی نوروفیبریلاری و جنسیت بودند، بهبود بخشید. قطر سر بزرگتر با عملکرد بهتر حافظه اپیزودیک مرتبط بود و از این فرضیه نوظهور حمایت می‌کند که در قشر گیجگاهی، قدرت سیناپسی برای حافظه در پیری از تعداد آنها مهم‌تر است.

هرسکوویتز گفت: «هدف قرار دادن مسیر‌هایی که قطر سر ستون فقرات یا قدرت سیناپسی را حفظ می‌کنند، به جای مسیر‌هایی که ستون فقرات یا سیناپس‌های جدید را حفظ یا ایجاد می‌کنند، می‌تواند به طور بالقوه مزایای درمانی بیشتری برای بزرگسالان مسن در مراحل پیش‌بالینی بیماری آلزایمر داشته باشد.»

دندریت، امتداد شاخه‌دار جسم سلولی یک نورون است که تکانه‌ها را از نورون‌های دیگر دریافت می‌کند. هر دندریت ممکن است هزاران برآمدگی کوچک به نام خار داشته باشد. سر هر خار ممکن است یک نقطه تماس به نام سیناپس تشکیل دهد تا تکانه ارسالی از آکسون نورون دیگر را دریافت کند. خار‌های دندریتیک می‌توانند به سرعت شکل یا حجم خود را تغییر دهند تا سیناپس‌های جدیدی تشکیل دهند، که بخشی از فرآیندی به نام انعطاف‌پذیری مغز است. ایجاد یا حذف سیناپس‌ها مکانیسم اساسی برای عملکرد مغز است.