Une collaboration continue entre l'Institut japonais Riken science du cerveau et de l'Institut Picower du MIT apprentissage et la mémoire a abouti à la découverte de la façon de planter des faux souvenirs spécifiques dans le cerveau de souris. La percée élargit considérablement notre compréhension de la mémoire et élargit la portée expérimentale du nouveau domaine de optogénétique.

La capacité d'apprendre et de se souvenir est une partie essentielle de la capacité d'un animal pour survivre. Chez les humains, la mémoire joue également un rôle majeur dans notre perception de ce qu'est l'être humain. Un être humain est non seulement une machine de survie, mais lit aussi, plans, joue au golf, interagit avec les autres, et généralement se comporte d'une manière compatible avec curiosité et un besoin d'apprendre.

Oubliant où nous avons mis les clés est une partie intégrante de la condition humaine, mais dans les dernières décennies de notre connaissance des troubles de la mémoire plus graves a augmenté rapidement. Celles-ci vont de la maladie d'Alzheimer, où les capacités de faire de nouveaux souvenirs et de placer soi-même dans le temps sont gravement perturbée, de syndrome de stress post-traumatique, dans lequel une mémoire d'une expérience particulièrement désagréable ne peut pas être supprimée.

Ces troubles sont une force puissante dans la recherche conduite découvrir comment la mémoire saine traite fonction de sorte que nous pouvons diagnostiquer et traiter la fonction de mémoire dysfonctionnel.

Dans des travaux antérieurs, l'équipe de chercheurs du Centre Picower pour des circuits neuronaux génétique étaient en mesure d'identifier un ensemble de neurones dans l'hippocampe du cerveau qui détenaient un engramme de mémoire ou les données concernant une séquence d'événements qui ont eu lieu précédemment. En rappelant une mémoire, le cerveau utilise ces données pour reconstituer les événements associés, mais cette reconstruction varie généralement légèrement sensiblement de ce qui est effectivement produit.

Les chercheurs ont été en mesure de localiser et d'identifier les neurones codant pour un engramme notamment à travers l'utilisation de l'optogénétique. Optogenetics est une technique de neuromodulation qui utilise une combinaison de la modification génétique et la stimulation optique pour contrôler l'activité des neurones individuels dans un tissu vivant, et de mesurer les effets d'une telle manipulation.

L'équipe du MIT génétiquement les cellules de l'hippocampe d'une nouvelle souche de souris de sorte que les cellules seraient former une protéine sensible à la lumière appelé channelrhodopsin (CHR) qui active les neurones lorsqu'ils sont stimulés par la lumière. Cette ingénierie impliquer la souris pour ajouter un gène de synthèse de la CDH, mais ce gène a également été modifié de sorte que seulement ChR serait produit quand un gène nécessaire à la formation de la mémoire a été activée. En bref, seulement neurones impliqués activement dans les mémoires formant pourraient plus tard être activés par la lumière.

Le travail initial en utilisant la souris génétiquement axé sur la détermination de ce neurones de l'hippocampe sont associés à la formation d'une nouvelle mémoire, spécifique. Il y avait au moins deux écoles de pensée sur la façon dont les engrammes de mémoire ont été stockés - localement ou globalement. Ils ont découvert que la mémoire est stockée localement, et peut être déclenché par l'activation optiquement un seul neurone.

«Nous voulions activer artificiellement une mémoire sans l'expérience sensorielle nécessaire d'habitude, ce qui fournit la preuve expérimentale que même les phénomènes éphémères, tels que des souvenirs personnels, résident dans la machine physique du cerveau," explique l'auteur principal Steve Ramirez.

Les nouveaux résultats proviennent d'une chaîne d'expériences comportementales. Les chercheurs ont identifié l'ensemble des cellules du cerveau qui sont actives uniquement lorsque la souris a été d'apprendre au sujet d'un nouvel environnement. Les gènes activés dans les cellules où ensuite couplé avec la CDH sensible à la lumière.

Ces souris ont ensuite été exposés à un environnement sûr, dans une première zone, au cours de laquelle les neurones qui se formaient activement mémoires ont été marquées avec ChR, afin qu'ils puissent ultérieurement être déclenchées par des impulsions lumineuses.

Ensuite, les souris ont été placées dans une chambre différente. Alors que les impulsions des neurones optiquement actifs pour activer la mémoire de la première boîte, les souris ont reçu des chocs de pieds doux. Les souris sont particulièrement agacé par ces chocs, donc cela a créé une association négative.

Lorsque les souris ont été retournés à la première case, dans laquelle ils ont eu des expériences seulement agréable, ils affichent clairement les comportements de peur / anxiété. La peur avait faussement devenu associé à l'environnement sécuritaire. La crainte fausse mémoire lui-même pourrait être réactivé à volonté dans tout environnement en déclenchant les neurones associés à cette fausse mémoire.