Aikuisiällä syntyneillä (kypsillä) hermosoluilla on kenties otaksuttua suurempi rooli muistitoiminnoissa

Tronel ja kollegat suorittivat Ranskassa vuonna 2015 tutkimuksen, jonka tavoitteena oli tuoda lisätietoa paikkamuistin toimintaan. Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää seuraavaa: aktivoituvatko nuoret ja kypsät aikuisiällä-syntyneet hermosolut toisistaan poikkeavasti sellaisissa tehtävissä, joissa vaaditaan sekä paikkamuistiin liittyvää mieleen painamista että mielestä palauttamista? Tutkimusartikkelissa tutkijat eivät esittäneet varsinaista tutkimushypoteesia, mutta huomauttivat, että tuoreiden tutkimustulosten valossa myös kypsät aikuisiällä-syntyneet hermosolut olisivat nuorten hermosolujen lisäksi vastuussa muistin konsolidaatioon liittyvissä prosesseissa eli uuden tiedon siirtämisessä pitkäkestoiseen muistiin.

Nuorien ja kypsien hermosolujen toisistaan poikkeavaa aktivaatiota tutkimuksen aikana selvitettiin niin, että aluksi laboratoriojyrsijöihin ruiskutettiin kahta erilaista tymidiini-yhdistettä (thymidine analogs). Toinen yhdiste (CldU) ruiskutettiin, kun jyrsijät olivat 8-viikkoisia ja sillä merkittiin nuoret hermosolut. Toinen yhdiste (IdU) annettiin samalla jyrsijälle, kun nämä olivat 14-viikkoisia ja sillä merkittiin taas kypsät hermosolut. Tästä kuusi viikkoa myöhemmin jyrsijät tutustutettiin uimasuunnistuskokeeseen, jota ne saivat aluksi harjoitella kaksi päivää. Kyseisessä kokeessa jyrsijät asetetaan uimaan isoon kahluualtaaseen ja niiden tehtävä on etsiä vedenalaista näkymätöntä laituria, joka tarjoaa levähdyspaikan. Tehtävässä jyrsijä lasketaan veteen eri kohdista altaan reunaa ja tämän täytyy paikantaa laituri mahdollisimman nopeasti sinne uimalla. Tehtävässä jyrsijän apuna käytetään tutkimushuoneeseen sijoitettavia maamerkkejä, jolloin jyrsijä voi suunnistaa havainnoimalla näitä merkkejä ja analysoimalla niiden keskinäistä asemaa.

Ensimmäisessä koeasetelmassa jyrsijät jaettiin yhteensä viiteen ryhmään. Osa jyrsijöistä (harjoitteluryhmä) harjoitteli neljä kertaa päivässä yhteensä kuuden päivän ajan, kunnes ne lopetettiin 90 minuuttia viimeisen testikerran jälkeen. Kontrolliryhmä koostui vertailukelpoisista jyrsijöistä, mutta ne eivät olleet harjoitelleet suunnistuskoetta. Nämä lopetettiin samaan aikaan kuin harjoitteluryhmän jyrsijät. Osaa harjoitteluryhmän jyrsijöistä ei lopetettu viimeisen testikerran jälkeen vaan ne muodostivat nk. probe-ryhmän. Kaksi viikkoa myöhemmin tähän ryhmään kuuluvat jyrsijät suorittivat probe-testin, jossa selvitettiin niiden kykyä palauttaa muistiin se kohta kahluualtaasta, missä veden alle piilotettu laituri oli kaksi viikkoa aiemmin suoritetussa testissä sijainnut. Probe-testin suoritettuaan tämän ryhmän jyrsijät lopetettiin. Probe-ryhmän suoritusta verrattiin kahteen kontrolliryhmään. Toinen kontrolliryhmä muodostui harjoitteluryhmän jyrsijöistä, jotka olivat siis harjoitelleet kaksi viikkoa aikaisemmin suunnistusta, mutta joille ei suoritettu probe-testiä (No-Probe). Toisen ryhmän muodosti vertailukelpoien ryhmä jyrsijöitä, jotka eivät olleet missään vaiheessa harjoitelleet uimasuunnistusta, eivätkä olleet näin ollen tietoisia piilotetun laiturin aiemmasta sijainnista, mutta jotka altistettiin probe-testiin. Toisen koeasetelman rotat edustivat samaa tutkimusotantaa kuin ensimmäisenkin ja niille tehdyt ryhmäjaot sekä tutkimusproseduurit olivat täysin vastaavia. Ainut poikkeus tässä toisessa koeasetelmassa oli, että jyrsijät lopetettiin 30 minuuttia viimeisen testikerran jälkeen ja niiden aivot valmisteltiin q-PCR -analyysia varten.

Lopuksi nuorien ja kypsien hermosolujen aktivaatiota tutkittiin Zif268 nimisen välittömän-aikaisen geenin ilmentymisenä vasteena sekä harjoittelulle että probe-testin jälkeen eli toisin sanoen tutkittiin, kuinka kyseinen geeni ilmentyy eri-ikäisissä hermosoluissa, kun tavoitteena on sekä paikkamuistin muistiin painaminen että sen muistista palautus.  Zif268 on yleisesti tutkimuksissa käytetty markkeri, jonka ilmentymistä mittaamalla saadaan selville, kuinka välittömät-aikaiset geenit aktivoituvat. Näiden geenien aktivoituminen on taas tunnetusti keskeisessä osassa pitkäkestoisen muistin prosesseissa.

Tutkimuksen tulokset osoittivat, että sekä nuoret (6vko) että kypsät (3kk) aikuisiällä syntyneet hermosolut aktivoituvat jyrsijöillä samalla tavalla paikkamuistiin liittyvissä prosesseissa. Tulosten perusteella molemmat hermosolujoukot ovat mukana sekä mieleen painamisessa että muistista palauttamisessa.

Pohdinnassaan tutkijat eivät esittäneet omia näkemyksiään kyseisen tutkimuksen vahvuuksista tai heikkouksista. Tätä voidaan syystä pitää yhtenä tutkimuksen osittaisista heikkouksista, sillä monipuolinen ja kriittinen pohdinta tulee sisältyä jokaiseen tieteelliseen artikkeliin osana oman työn laadunarviointia. Oman näkemykseni mukaan tutkimuksen suurimpia vahvuuksia olivat sekä onnistunut koeasetelma vertailukelpoisine kontrolliryhmineen että huolella valitut ja perustellut mittausparametrit. Yhtenä tutkimuksen rajoitteista tutkijat mainitsevat, että kyseisessä tutkimuksessa käytetyillä tutkimusmenetelmillä ei pystytty selvittämään onko kyseessä mahdollisesti täysin samat hermosolut, jotka aktivoituvat sekä oppimisen että muistista palauttamisen aikana.

Tutkimuksen tulokset ovat merkittäviä, sillä ne tuovat lisävaloa muistin toimintaan osoittaen mm. sen, että myös kypsät hermosolut ovat osallisena sekä uusien asioiden oppimisessa että niiden muistista palauttamisessa. Ehkäpä näistä tuloksista on myös hyötyä kliinisen työn parissa mm. muistisairauksien hoidossa. Tutkimuksen pääviestinä voidaan pitää sitä, että myös varhaisen vaiheen ohittaneet hermosolut osallistuvat sellaisiin paikkamuistin koodaamiseen liittyviin prosesseihin, joihin niiden ei aiemmin oletettu osallistuvan. Tutkijoilta haluaisin kysyä, että millaisia mahdollisuuksia he näkevät näillä tuloksilla kliinisen työn näkökulmasta. Toisaalta haluaisin myös tietää heidän mielipiteensä siitä, miten tätä tietoa voitaisi hyödyntää esim. vauvojen tai lapsien oppimisessa.

LÄHDE: Tronel, S., Charrier, V., Sage, C., Maitre, M., Leste‐Lasserre, T., & Abrous, D. N. (2015). Adult‐born dentate neurons are recruited in both spatial memory encoding and retrieval. Hippocampus, 25(11), 1472-1479.

Kommentoi

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *