Geruch kann prägen, wie Gehirne Erinnerungen verarbeiten

Smell verändert, wie das Gehirn Erinnerungen verarbeitet, laut einer neuen Studie mit Mäusen.,

Wir alle haben die seltsame Erinnerungs-Jogging-Kraft von Düften erlebt. Vielleicht bringt Sie der Duft frischer Kiefer zurück zu Ihren Weihnachtsfeiern in der Kindheit, oder Ihr Herz beginnt zu rasen, wenn Sie in die Arztpraxis treten und der scharfe Geruch von Desinfektionsmittel Ihre Nase füllt.

Die neue Forschung zeigt, wie viel Kraft Düfte haben, um die Erinnerung an vergangene Erfahrungen auszulösen—und das Potenzial für Geruch als Werkzeug zur Behandlung von gedächtnisbezogenen Stimmungsstörungen.,

„Wenn es verwendet werden könnte, um die reiche Erinnerung an eine Erinnerung zu wecken—sogar an eine traumatische Erfahrung—könnten wir das ausnutzen“, sagt Steve Ramirez, Assistenzprofessor für Psychologie und Gehirnwissenschaften an der Boston University und leitender Autor des Papiers in Lernen und Gedächtnis.

Geruch und Gedächtnis

Bis jetzt war die Verbindung von Duft und Gedächtnis so etwas wie ein Rätsel. Tatsächlich wurden in den letzten Jahren sogar die Mechanismen diskutiert, die der Gedächtnisbildung im Allgemeinen zugrunde liegen., Die traditionelle Theorie-die Systemkonsolidierungstheorie-legt nahe, dass unsere Erinnerungen von einem kleinen, hufeisenförmigen Gehirnbereich namens Hippocampus verarbeitet werden, der sie mit reichen Details durchzieht.

Im Laufe der Zeit, besonders wenn wir schlafen, reaktiviert und reorganisiert sich die Menge der Gehirnzellen, die an einem bestimmten Gedächtnis festhält. Das Gedächtnis wird dann von der Vorderseite des Gehirns—dem präfrontalen Kortex—anstelle des Hippocampus verarbeitet, und viele Details gehen im Shuffle verloren.

Diese Theorie hat ihre Vorzüge., Für den Anfang würde es erklären, warum unsere Erinnerungen im Laufe der Zeit etwas verschwommen werden. Es hilft auch zu erklären, warum Menschen mit Hippocampusschäden oft nicht in der Lage sind, neue Erinnerungen zu bilden, während ihre Fähigkeit, alte, präfrontale cortex-gespeicherte Erinnerungen zu behalten, vollkommen intakt bleibt. Im Gegensatz dazu zeigen diejenigen mit präfrontalen Kortexschäden oft den Geschmack von Amnesie, den wir oft in Seifenopern sehen: eine Unfähigkeit, sich an die Vergangenheit zu erinnern.

Kritiker der Systemkonsolidierungstheorie behaupten jedoch, dass sie nicht die ganze Geschichte erzählt., Wenn Erinnerungen aus dem Hippocampus rutschen und im Laufe der Zeit ihrer Details beraubt werden, warum behalten dann viele Menschen auch Jahre später lebhafte Erinnerungen an ein Ereignis—insbesondere an Menschen mit posttraumatischer Belastungsstörung (PTBS)? Und warum lösen Düfte, die im Hippocampus verarbeitet werden, manchmal scheinbar schlafende Erinnerungen aus?

Mice memories

Um diese Fragen zu beantworten, schufen Ramirez und Mitglieder seines Labors fear Memories bei Mäusen, indem sie ihnen eine Reihe harmloser, aber verblüffender Elektroschocks in einem speziellen Behälter gaben., Während der Schocks setzten sie die Hälfte der Mäuse dem Duft von Mandelextrakt aus, während die andere Hälfte keinem Geruch ausgesetzt war.

Am nächsten Tag brachten die Forscher die Mäuse in denselben Behälter zurück, um sie aufzufordern, sich an ihre neu gebildeten Erinnerungen zu erinnern. Erneut bekamen die Mäuse in der Geruchsgruppe während ihrer Sitzung einen Hauch von Mandelextrakt, während die geruchsfreie Gruppe keinem Geruch ausgesetzt war. Aber diesmal erhielt keine der beiden Gruppen neue Elektroschocks., Im Einklang mit der Theorie der Systemkonsolidierung zeigten beide Gruppen während dieser frühen Rückrufsitzung eine signifikante Aktivierung des Hippocampus, was darauf hindeutet, dass sie sich daran erinnerten, die Schocks vom Vortag erhalten zu haben.

Während der nächsten Rückrufsitzung 20 Tage später hatten die Forscher jedoch einen eigenen Schock. Wie erwartet hatte sich in der geruchslosen Gruppe die Verarbeitung des Angstgedächtnisses in den präfrontalen Kortex verlagert-aber die Geruchsgruppe hatte immer noch eine signifikante Gehirnaktivität im Hippocampus.,

„dass wir den Hippocampus dazu bringen können, zu einem Zeitpunkt wieder online zu sein, zu dem wir nicht mehr erwarten würden, dass er online ist, weil die Erinnerung zu alt ist“, sagt Ramirez. „Geruch kann als Stichwort dienen, um dieses Gedächtnis mit Details neu zu beleben oder neu zu beleben.“

Ramirez fügt hinzu, dass wir uns immer noch nicht sicher sind, welche Rolle es bei der Speicherverarbeitung genau spielt. Vielleicht verzögern Gerüche die Verlagerung eines Gedächtnisses auf den präfrontalen Kortex, wodurch die Details länger erhalten bleiben. Wenn dies der Fall ist, muss ein Geruch nur während der Gedächtnisbildung vorhanden sein, damit ein Gedächtnis seine Lebendigkeit behält.,

Alternativ ist es möglich, dass die Verschiebung des präfrontalen Kortex immer noch in einem geruchsbezogenen Speicher auftritt, aber wenn später derselbe Geruch wieder auftritt, wird der Hippocampus reaktiviert und der Speicher gewinnt die Details zurück, die er verloren hatte.

Eine Blaupause für die Speicherverarbeitung

Unabhängig von den Besonderheiten sagt Ramirez, dass diese Forschung uns eine „Blaupause“ für die Speicherverarbeitung bei nichtmenschlichen Tieren liefert, und diese Informationen könnten eines Tages zu Durchbrüchen bei der Behandlung von psychischen Erkrankungen beim Menschen wie PTBS führen.,

Viele Psychotherapie-und medikamentöse Behandlungen für PTBS beinhalten den Versuch, traumatische Erinnerungen zu unterdrücken oder zu dämpfen, aber dieser Prozess kann nur effektiv durchgeführt werden, wenn Menschen sich zuerst aktiv an die Erinnerungen erinnern.

“ Jetzt, da wir wissen, dass wir Erinnerungen verschieben können, um hippocampusabhängiger zu werden, könnten wir möglicherweise Strategien entwickeln, die den Hippocampus aktivieren oder lösen. Und dann könnten wir einige verhaltens-oder drogenbasierte Ansätze integrieren, um den Hippocampus wieder offline zu bringen, wenn es unser Ziel ist, ein Angstgedächtnis dauerhaft zu unterdrücken“, sagt Ramirez.,

Mit anderen Worten, die Düfte, die unsere Erinnerungen wecken, können stärker sein, als wir erkennen. Heute dienen sie als Auslöser für unsere Nostalgie und unsere Angst—aber morgen könnten sie unsere Behandlungen sein.

„Wir können das Gedächtnis möglicherweise als seine eigene Art von Medikament betrachten—als Antidepressivum oder“, sagt Ramirez. „Und könnte ein experimentell kontrollierbarer Faktor sein, den wir den Menschen liefern könnten. Es kann ein sehr mächtiges Werkzeug sein.,“

Die Unterstützung für die Arbeit kam von einem NIH Early Independence Award, einem Young Investigator Grant der Brain and Behavior Research Foundation, einem Ludwig Family Foundation Grant und dem McKnight Foundation Memory and Cognitive Disorders Award.