Amnesia karena membalikkan TBI

ringkasan: Para peneliti telah membuat kemajuan signifikan dalam memahami kehilangan ingatan yang disebabkan oleh pukulan kepala berulang kali, yang sering terjadi pada atlet. Studi mereka mengungkapkan bahwa masalah memori setelah cedera kepala pada tikus terkait dengan kurangnya reaktivasi neuron yang terlibat dalam pembentukan memori.

Penemuan ini penting karena menunjukkan bahwa kehilangan ingatan bukanlah suatu kondisi degeneratif permanen tetapi dapat disembuhkan. Dengan menggunakan laser untuk mengaktifkan neuron memori tertentu, para peneliti telah berhasil membalikkan kehilangan memori pada tikus, membuka cara baru untuk mengobati gangguan kognitif pada manusia yang disebabkan oleh benturan kepala yang berulang-ulang.

Fakta-fakta kunci:

1. Studi menunjukkan bahwa hilangnya memori akibat trauma kepala berkaitan dengan kegagalan mengaktifkan kembali neuron tertentu yang membentuk memori, bukan kerusakan permanen.
2. Para peneliti telah berhasil membalikkan kehilangan memori pada tikus menggunakan stimulasi laser pada neuron memori.
3. Penelitian ini memberikan pemahaman baru tentang masalah ingatan pada atlet dan orang lain yang menderita benturan kepala berulang-ulang, sehingga menunjukkan kemungkinan pengobatan pada manusia non-bedah.

sumber: Universitas Georgetown

Sebuah penelitian yang dilakukan pada tikus menyoroti hilangnya ingatan pada orang yang mengalami benturan kepala berulang kali, seperti atlet, menunjukkan bahwa kondisi tersebut dapat dibalik. Penelitian pada tikus menemukan bahwa amnesia dan gangguan memori setelah cedera kepala disebabkan oleh kurangnya reaktivasi neuron yang terlibat dalam pembentukan ingatan.

Studi yang dilakukan oleh para peneliti di Georgetown University Medical Center bekerja sama dengan Trinity College di Dublin, Irlandia, diterbitkan pada 16 Januari 2024 di jurnal Jurnal Ilmu Saraf.

Yang penting, untuk tujuan diagnostik dan pengobatan, para peneliti menemukan bahwa kehilangan ingatan yang disebabkan oleh cedera kepala bukanlah peristiwa patologis permanen yang disebabkan oleh penyakit neurodegeneratif. Faktanya, para peneliti mampu membalikkan kehilangan ingatan untuk memungkinkan tikus mengingat kembali ingatan yang hilang, yang memungkinkan gangguan kognitif yang disebabkan oleh benturan di kepala dapat dibalik secara klinis.

Para peneliti di Universitas Georgetown sebelumnya menemukan bahwa otak beradaptasi terhadap benturan kepala yang berulang dengan mengubah cara sinapsis fungsi otak. Hal ini dapat menyebabkan kesulitan dalam membentuk ingatan baru dan mengingat ingatan yang sudah ada. Dalam studi barunya, para peneliti mampu merangsang tikus untuk mengingat kenangan yang terlupakan akibat pukulan di kepala.

“Penelitian kami memberi harapan bahwa kami dapat merancang perawatan untuk mengembalikan otak yang terkena benturan kepala ke keadaan normal dan mengembalikan fungsi kognitif pada manusia dengan gangguan memori yang disebabkan oleh benturan kepala yang berulang,” kata penulis utama studi Mark Burns, Ph.D. Profesor dan Wakil Ketua Departemen Ilmu Saraf di Universitas Georgetown dan Direktur Laboratorium Cedera Otak dan Demensia.

Dalam studi baru, para ilmuwan memberikan memori baru kepada dua kelompok tikus dengan melatih mereka pada tes yang belum pernah mereka lihat sebelumnya. Satu kelompok terkena benturan kepala ringan dengan frekuensi tinggi selama satu minggu (mirip dengan paparan olahraga kontak pada manusia) dan kelompok lainnya merupakan kelompok kontrol yang tidak terkena benturan. Tikus yang terkena dampak tidak dapat mengingat memori baru setelah seminggu.

“Sebagian besar penelitian di bidang ini dilakukan pada otak manusia dengan ensefalopati traumatis kronis (CTE), penyakit degeneratif yang memengaruhi otak orang dengan riwayat benturan kepala berulang kali,” kata Burns. “Sebaliknya, tujuan kami adalah untuk memahami bagaimana otak berubah sebagai respons terhadap dampak kepala tingkat rendah yang sering dialami oleh banyak pemain sepak bola muda.”

Para peneliti telah menemukan bahwa, rata-rata, pemain sepak bola perguruan tinggi menerima 21 tembakan di kepala per minggu, sementara pemain bertahan menerima 41 tembakan di kepala per minggu. Jumlah pukulan di kepala pada tikus dalam penelitian ini dirancang untuk meniru paparan selama seminggu terhadap pemain sepak bola perguruan tinggi, dan setiap pukulan di kepala itu sendiri sangat ringan.

Penggunaan tikus yang dimodifikasi secara genetik memungkinkan para peneliti untuk melihat neuron yang terlibat dalam mempelajari ingatan baru, dan mereka menemukan bahwa neuron memori ini (“memory engrams”) sama-sama terdapat pada tikus kontrol dan tikus percobaan.

Untuk memahami fisiologi di balik perubahan memori ini, penulis pertama studi tersebut, Daniel P. “Kita pandai melampirkan kenangan pada suatu tempat, dari suatu tempat, atau melihat foto seseorang,” kata Chapman, Ph.D. Tempat, mengarah pada pengaktifan kembali engram memori kita. Itu sebabnya kami memeriksa neuron engram untuk mencari tanda spesifik dari neuron aktif.

“Saat tikus melihat ruangan tempat mereka pertama kali mempelajari memori, tikus kontrol dapat mengaktifkan engram memorinya, namun tikus yang kepalanya terbentur tidak. Inilah yang menyebabkan hilangnya memori.”

Para peneliti mampu membalikkan kehilangan memori untuk memungkinkan tikus mengingat memori yang hilang dengan menggunakan laser untuk mengaktifkan sel engram.

“Kami menggunakan teknik invasif untuk membalikkan kehilangan ingatan pada tikus, namun sayangnya hal ini tidak dapat diterapkan pada manusia,” tambah Burns.

“Kami saat ini sedang mempelajari sejumlah teknik non-bedah untuk mencoba mengkomunikasikan kepada otak bahwa otak tidak lagi dalam bahaya, dan untuk membuka jendela plastisitas yang dapat mengembalikan otak ke keadaan semula.”

Selain Burns dan Chapman, penulisnya antara lain Stefano Vicini dari Universitas Georgetown, Sarah D. Bauer dan Thomas J. Ryan berasal dari Trinity College Dublin, Irlandia.

Pembiayaan: Pekerjaan ini didukung oleh Inti Perilaku Tikus dari Departemen Ilmu Saraf di Universitas Georgetown dan Institut Kesehatan Nasional (NIH)/Institut Nasional Gangguan Neurologis dan Stroke (NINDS) memberikan hibah R01NS107370 dan R01NS121316. NINDS juga mendukung F30 NS122281 dan Hibah Pelatihan Cedera dan Plastisitas Neurologis yang bertempat di Pusat Cedera dan Pemulihan Neurologis di Universitas Georgetown (T32NS041218). Pendanaan awal berasal dari CTE Research Fund di Georgetown.

Para penulis melaporkan tidak ada kepentingan finansial pribadi yang terkait dengan penelitian ini.

Tentang Penelitian TBI dan Berita Penelitian Neurologis

pengarang: Karen Tepper
sumber: Universitas Georgetown
komunikasi: Karen Tepper – Universitas Georgetown
gambar: Gambar dikreditkan ke Berita Neuroscience

Pencarian asli: Akses tertutup.
“Amnesia setelah benturan kepala berulang kali terjadi karena gangguan plastisitas sinaptik pada engram memori“Oleh Mark Burns dkk. Jurnal Ilmu Saraf

ringkasan

Amnesia setelah benturan kepala berulang kali terjadi karena gangguan plastisitas sinaptik pada engram memori

Benturan kepala subkonkusif berhubungan dengan perkembangan defisit kognitif akut dan kronis. Kami baru-baru ini melaporkan bahwa benturan kepala frekuensi tinggi (HFHI) menyebabkan defisit kognitif kronis pada tikus melalui perubahan sinaptik. Untuk lebih memahami mekanisme yang mendasari penurunan memori yang disebabkan oleh HFHI, kami menggunakan tikus transgenik TRAP2/Ai32 untuk memungkinkan visualisasi dan manipulasi engram memori.

Kami memberi label memori ketakutan pada tikus jantan dan betina yang mengalami pengalaman tidak menyenangkan dan menjadikan mereka palsu atau HFHI. Setelah paparan berikutnya terhadap isyarat ingatan alami, tikus palsu, tetapi bukan HFHI, berhasil memulihkan ingatan yang menakutkan.

Pada tikus palsu, neuron engram hipokampus menunjukkan plastisitas sinaptik, terbukti dalam amplifikasi rasio AMPA:NMDA, peningkatan tau tertimbang AMPA, dan peningkatan volume tulang belakang dendritik dibandingkan dengan neuron non-engram. Sebaliknya, meskipun tikus HFHI mempertahankan jumlah neuron hipokampus yang sama, neuron ini tidak mengalami plastisitas sinaptik.

Kurangnya plastisitas ini bertepatan dengan gangguan aktivasi jaringan engram, yang mengakibatkan amnesia retrograde pada tikus HFHI. Kami memverifikasi bahwa defisit memori yang diinduksi HFHI berasal dari gangguan plastisitas sinaptik dengan mengaktifkan engram secara artifisial menggunakan optogenetika, dan menemukan bahwa penarikan memori yang distimulasi adalah identik pada tikus palsu dan HFHI.

Penelitian kami menunjukkan bahwa gangguan kognitif kronis setelah HFHI adalah akibat dari kekurangan plastisitas sinaptik, bukan hilangnya infrastruktur saraf, dan kita dapat mengembalikan memori yang terlupakan ke otak amnesia dengan menstimulasi striatum memori. Menargetkan plastisitas sinaptik mungkin memiliki potensi terapeutik untuk mengobati gangguan memori yang disebabkan oleh benturan kepala yang berulang.