Onze herinneringen worden tegelijkertijd opgeslagen in kortetermijn- en langetermijngeheugen

Nieuw begrip van langetermijn- en kortetermijngeheugen
De resultaten van een recente studie door Japanse onderzoekers kunnen een revolutie teweegbrengen in het begrip van het korte- en langetermijngeheugen. Eerder was de veronderstelling dat ervaringen eerst in het kortetermijngeheugen worden opgeslagen en vervolgens worden overgedragen naar het lange-termijngeheugen. In hun huidige studie concluderen de wetenschappers dat opslag gelijktijdig plaatsvindt in het langetermijn- en kortetermijngeheugen.

Het vermogen om ervaringen te onthouden lang nadat ze zich hebben voorgedaan, heeft een aanzienlijke invloed op ons gedrag en onze persoonlijkheden. Wetenschappers van het RIKEN-MIT Centrum voor Neurale Circuit Genetica (CNCG) hebben onderzocht hoe informatieoverdracht naar langetermijngeheugen werkt en dat hun huidige studieresultaten een revolutie teweeg hebben gebracht in het eerdere begrip van de opslag van informatie. De resultaten van de studie werden gepubliceerd in het tijdschrift "Sience Translational Medicine".

Herinneringen worden tegelijkertijd opgeslagen, volgens een recente studie van Japanse onderzoekers in kortetermijngeheugen en langetermijngeheugen. (Afbeelding: Sergey Nivens / fotolia.com)

Engram-cellen slaan de herinneringen op
De kortetermijnopslag van ervaringen wordt gecreëerd in het hersengebied van de hippocampus. Hier onderzocht het onderzoeksteam onder leiding van Susumu Tonegawa, directeur van de RIKEN-MIT CNCG, hoe geheugenvorming werkt op muizen. Ze markeerden de neuronen die het geheugen van een gebeurtenis vertegenwoordigen wanneer het in de hippocampus wordt opgeslagen. Dit soort neuronen worden engramcellen genoemd en hun activering - natuurlijk of door optogenetische stimulatie met gekleurd licht - is de basis voor het ophalen van het geheugen, leggen de onderzoekers uit.

Engram-cellen in langetermijngeheugen
De episodische herinneringen opgeslagen in de engram-cellen van de hippocampus staan ​​er om bekend dat ze van korte duur zijn. Tot op heden heeft de wetenschap gesuggereerd dat permanente herinneringen die zich geleidelijk in de loop van de tijd vormen, zoals nieuwe engramcellen en neuronale verbindingen in de hersenschors, de Japanse onderzoekers verklaren. De huidige reeks experimenten heeft echter aangetoond dat deze aanname slechts ten dele correct is. "We ontdekten het bestaan ​​van corticale engramcellen, maar het bleek dat ze zich niet geleidelijk in de loop van de tijd vormen, maar tegelijkertijd vormden als het eerste geheugen in de hippocampus", schrijft studieauteur Takashi Kitamura.

Cortisch geheugen aangemaakt op de eerste dag
Om te bepalen welke gebieden in de cortex (cerebrale cortex) belangrijk waren voor de vorming van langetermijngeheugen, blokkeerden de onderzoekers de invoer van signalen naar verschillende hersengebieden tijdens conditionering (geheugenvorming) of tijdens geheugenherinnering gedurende een periode van drie weken. Langdurig ophalen was alleen onmogelijk als de informatieoverdracht tijdens de conditionering direct werd geblokkeerd, rapporteren de onderzoekers. "Dat was verrassend, omdat het aangaf dat het corticale geheugen waarschijnlijk op de eerste dag was gecreëerd en niet geleidelijk, zoals eerder werd gedacht," zei studieleider Tonegawa.

Activerende Engram-cellen Teken voor bestaand geheugen
In een volgende stap identificeerden de wetenschappers de engram-cellen in de prefrontale cortex en wekten ze op met blauw licht met behulp van lichtgevoelige ionkanalen. "Net als bij eerdere studies in de hippocampus, leidde dit ertoe dat de muizen gedrag vertoonden dat hun teruggeroepen ervaring suggereerde - een kenmerk van engramcellen", rapporteren de onderzoekers. Per definitie moeten de dieren in staat zijn om een ​​gebeurtenis te onthouden wanneer engramcellen reageren op het signaal en dit niet zouden kunnen wanneer de cellen stil zijn, leggen de experts verder uit. De corticale engramcellen zouden op deze manier kunnen worden geactiveerd, maar alleen als er meer dan een week voorbij was gegaan sinds de conditionering. Tegen die tijd hadden de engramcellen in de hippocampus hun herinneringen al verloren, aldus onderzoekers.

Rijping van meerdere dagen
Het feit dat de engramcellen al op de eerste dag werden gevormd, maar pas veel later konden worden geactiveerd, geeft volgens de wetenschappers aan dat "het tijd kostte voordat ze volwassen werden en van stille engramcellen overgingen op actieve cellen. "Verdere testen hebben aangetoond dat dit rijpingsproces door de engram-cellen meerdere dagen wordt beïnvloed. Het team toonde ook een verband aan tussen engram-cellen voor positieve en negatieve emotionele herinneringen in de hippocampus en de frontale cortex met een ander deel van de hersenen, de amygdala. De opslag van herinneringen in onze hersenen lijkt totaal anders te zijn dan eerder werd gedacht. (Fp)