Varför Djur kan hjälpa oss att spricka Alzheimers

Varför Djur kan hjälpa oss att spricka AlzheimersEn Münsterländer återspeglar tidigare glorier. Courtesy Wikimedia

För nästan så länge som den moderna vetenskapen har funnits, så var tanken att djur kan komma ihåg tidigare erfarenheter så framträdande att få forskare störde att studera det. Visst kan bara människor, med våra stora sofistikerade hjärnor, kunna "episodiska" minnen - till exempel en resa till mataffären förra lördagen. Djur, i deras ständiga strävan efter överlevnad, som det populära tänkandet gick, måste leva i nuet, och bara i nuet. Med hjälp av våra egna kognitiva supermakter vet vi nu att vi var spektakulärt felaktiga - och en minnesmästare från djurvärlden kan till och med hjälpa oss att förbättra hur vi behandlar Alzheimers sjukdom.

Utsikten av djur som primitiva varelser som saknar minnen och lever bara i nutiden hade sina rötter i en 400-årig idé som ofta lärs och debatteras i introduktionsfilosofi. "De äter utan nöje, gråter utan smärta, växer utan att veta det; de vill ingenting, frukta ingenting, vet ingenting, "skrev Nicolas Malebranche (1638-1715), en fransk präst och filosof. Malebranche sammanfattade poetiskt idéerna om René Descartes (1596-1650), fadern till den moderna västerländska filosofin och kanske den mest kända personen att devalvera djur, ser dem som saknar själar och därför inte mer än mekanisk "automat".

Eftersom vetenskapen har lärt sig mer om djurs förmåga, har detta antagande blivit omöjligt att motivera. Från och med 1980-studierna bekräftade studier, kanske inte överraskande, att djuren har det som kallas processminnet - en typ av långsiktigt minne som hjälper till med att utföra motoriska färdigheter som att springa eller klättra. Men hur är det med episodiskt minne, förmågan att utföra mental tidsresa, återvända till ett tidigare evenemang och spela upp det i sinnet? Psykologen Endel Tulving i Kanada, som definierade episodiskt minne i 1972, populariserade se att sådana mentala föreställningar var bortom andra varelser än oss. Var var beviset, sade han, att hippocampus av andra arter - den del av hjärnan där episodiska minnen hålls och hämtas - kan fånga minnen som våra egna?

Undeterred, en liten men bestående grupp av forskare höll på denna fråga om djur kan episodiskt minne. Kanske har vi bara inte räknat ut rätt sätt att testa för det, trodde de - en svår utmaning att övervinna eftersom djur inte bara kan berätta om sina inre liv. Nu, när vi har kommit på några smygiga nya sätt att undersöka djurminne, är forskare närmare än någonsin att svara på den frågan en gång för alla. Under det senaste decenniet har forskare som studerar djur från djärfrikets djärvaste hörn - västra scrub-jays, delfiner, elefanter, till och med hundar - kommit till samma slutsats: åtminstone kan vissa djur ha dessa mänskliga minnen från förflutna erfarenhet. "Under lång tid trodde människor att icke-humana djur inte kunde bilda episodiska minnen," berättade Jonathon Crystal, neuroscientist vid Indiana University. 'Den här standardvisningen är inte korrekt.'

Tillväxten av bevis var tillräcklig för att omvandla en tidigare skeptiker, psykologen Michael Corballis vid University of Auckland. I 2012, han skrev in Trends in Cognitive Sciences att det var "högst sannolikt ur ett evolutionärt perspektiv" att mentala resor inte var unika för människor. När allt började utvecklades människor från andra däggdjur, så var fick vi episodiskt minne om inte från våra icke-mänskliga förfäder? Är det verkligen så långt ifrån att människor och råttor både kan komma ihåg vilket spår som leder till äppelodlingen, och sista gången de var där?

Some av de mest övertygande bevisen hittills av djur som återupplivar det förflutna kommer från Kristis egna studier av episodiska minnen hos råttor. Tidigare studier tenderade att testa begränsade aspekter av episodiskt minne, till exempel var och när något inträffade, men få hade utforskat det viktigaste: om djuret skulle kunna spela upp de tidigare erfarenheterna i sitt sinne, från början till slut. För att undersöka råttåterkallelse gjorde Crystal och hans doktorand Danielle Panoz-Brown en smart studera i 2018. Först utbildade de 13-råttor för att memorera 12-lukter. De byggde en speciell råttarea med 12-stopp, numrerade 1 till 12, vardera doftade med en annan lukt. När råttan identifierade lukten i ett visst stopp på vägen, såsom näst sista eller fjärde till sist, fick den en belöning. Därefter förändrade forskarna antalet lukter och tittade på om träningen hade tagit sig: skulle råttorna identifiera den näst sista och fjärde sista lukten i sekvensen, även om antalet lukter var annorlunda? Detta säkerställde att råttorna identifierade luktarna enligt deras position i sekvensen, inte bara av doft. "Vi ville veta om djuren kan komma ihåg en hel del saker och i vilken ordning dessa föremål uppstår", säger Crystal.

Efter ett år av dessa tester fann teamet att råttorna drev uppgiften om 87 procent av tiden. Efterföljande tester bekräftade att deras minnen fastnade med dem och motstod störningar från andra minnen. Dessutom, när forskarna tillfälligt ringde ner i hippocampusen, utförde råttorna dåligt och bekräftade vidare att det var faktiskt episodiskt minne som råttorna hade åberopat. Studier i delfiner av andra forskare i 2018 visade att hippocampusen slog upp när djuren spelade upp ett minne, bekräftar att det koordinerar minnesuppspelning och ytterligare utmanar Tulvings uppfattning att hippocampusen hos djur inte kan hantera episodiska minnen.

Psykologen Scott Slotnick i Boston College, författaren till Kognitiv neurovetenskap i minnet (2017), anser att episodiskt minne är mycket vanligare i djurvärlden, åtminstone bland däggdjur än vad som helst trodde. "Med tanke på att hippocampala skarpa vågor samordnar minnesreplayen och har observerats i alla däggdjur som har testats kan man dra slutsatsen att alla däggdjur har episodiskt minne, skrev han i en blogg inlägg i 2017.

Detta modiga nya paradigm av episodiskt minne hos djur har konsekvenser som går långt utöver vår förståelse för djurs inre liv och beteende. Rats imponerande prestanda på minnesprov innebär att de kan ha mycket att lära oss om Alzheimers - inklusive hur man behandlar det mer effektivt. "Vad som är mest försvagande hos Alzheimers patienter är episodiskt minne, säger Crystal. "Så vi försöker utveckla modeller på råttor som mer efterliknar det."

Tidpunkten kunde inte bli bättre: nya genetiska verktyg som genredigering tillåter forskare att skapa råttor med ett Alzheimers-liknande neurologiskt tillstånd, vilket gör dem till det perfekta analoga ämnet för att testa nya Alzheimers droger. Att testa Alzheimers behandlingar på råttor som har blivit rånade av sina episodiska minnen skulle ge forskare en mycket bättre uppfattning om hur bra drogen kan fungera hos människor innan de fortsätter till dyra och ofta anticlimaktiska kliniska prövningar. "Det öppnar alla möjliga nya möjligheter," sa Crystal. "Om drogen inte förbättrar episodiskt minne, ja, det kommer inte att bli den mest värdefulla behandlingen."

Succesfrekvensen för Alzheimers droger förblir hjärtinfarkt låg. Enligt a studera av neurologen Jeffrey Cummings i Klinisk och translationell vetenskap i 2017 har dessa läkemedel en 99-procentuell felfrekvens. "För att vara rättvis finns det många faktorer [för varför kliniska prövningar misslyckas]," berättade Crystal för mig. "Men vad jag hävdar är att när du har fixat, använder du bättre en modell som använder episodisk minnesfunktion."

Crystal och hans team utvecklar dessa designerrottor nu, och de kommer inte snart snart. Bara i Förenta staterna svänger antalet människor som lider av Alzheimers vilja från 5.8 miljoner idag till 14 miljoner av 2050 som befolkningen åldras. Om råttor med episodiskt minne kan hjälpa till att spricka Alzheimers kod, kan denna tjuv av det förflutna äntligen bli övervunnen.Aeon räknare - ta inte bort

Om författaren

April Reese är en miljö- och vetenskapsreporter för Searchlight New Mexico. Hennes frilansskrivning har dykt upp i Vetenskap och Utanför, bland många andra. Hon bor i Santa Fe, New Mexico.

Denna artikel publicerades ursprungligen på aeon

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

följ InnerSelf på

facebook-icontwitter-iconrss-icon

Få det senaste via e-post

{Emailcloak = off}