Припадки и проблемы с памятью при эпилепсии могут иметь общую причину
Повреждение части мозга, регулирующей гиперактивность, может способствовать как проблемам с памятью, так и припадкам при наиболее распространенной форме эпилепсии, говорится в исследовании Университета Висконсин-Мэдисон.
Исследование, опубликованное недавно в журнале Journal of Neuroscience, может привести к более ранней диагностике эпилепсии и, возможно, к новым способам лечения эпилепсии и других расстройств, имеющих общие симптомы, таких как болезнь Альцгеймера, травматическая черепно-мозговая травма и расстройство аутистического спектра.
Височная эпилепсия, характеризующаяся приступами в центрах мозга, отвечающих за обучение и память, поражает более половины из 3,4 миллиона жителей США с диагнозом эпилепсия. Уже давно предполагается, что одна часть височной доли, называемая зубчатой извилиной, работает как ворота, помогая управлять активностью мозга путем выбора того, какие клетки мозга активны, а какие молчат.
"Можно считать, что каждый паттерн представляет собой одно воспоминание", - говорит Антуан Мадар, ныне постдокторский исследователь в Чикагском университете, который проводил исследование во время получения докторской степени в UW-Madison в лаборатории профессора неврологии Мэтта Джонса. "Один паттерн представляет первый раз, когда вы посетили художественный музей. Другой, похожий паттерн будет представлять второй раз, когда вы посетили музей".
Уникальные особенности каждого воспоминания могут быть очень тонкими - от специфики искусства, которым вы восхищались, от разных друзей, с которыми вы ходили в музей, или даже от времени суток - но они важны для руководства конкретными воспоминаниями. Исследователи, такие как Мадар, подозревают, что зубчатая извилина помогает различать похожие воспоминания, удерживая все, кроме соответствующих деталей, чтобы предотвратить путаницу.
"При эпилепсии происходит огромная перестройка зубчатой извилины. Некоторые клетки умирают, появляются новые нейроны и новые связи между нейронами в неправильных местах", - говорит Мадар. "Это кардинально отличается от здоровой зубчатой извилины".
Эта перестройка, наряду с молекулярными изменениями внутри каждой клетки, позволяет развиваться припадкам. Но пока неясно, как эта реорганизация зубчатой извилины влияет на память.
С помощью неврологов Брюса Германа и Рамы Маганти из UW-Madison исследователи изучили пациентов отделения мониторинга эпилепсии Школы медицины и здравоохранения UW, попросив их пройти тесты на распознавание образов. Эти тесты показали, что они с трудом различали похожие воспоминания по сравнению со здоровыми людьми аналогичного возраста и пола.
Исследование может привести к более ранней диагностике эпилепсии и, возможно, к новым способам лечения эпилепсии, болезни Альцгеймера, травматических повреждений мозга и расстройств аутистического спектра. Исследователи также изучили мышиную модель эпилепсии и проверили их память, неоднократно выпуская их на арену с парой одинаковых предметов. Каждый раз, когда мышь возвращалась на арену, один из предметов перемещался в другое место.
"Нормальные мыши замечали и вели себя так, будто что-то изменилось. Они тратили дополнительное время на изучение объекта, который находился в новом месте", - говорит Джонс, чья работа поддерживается Национальным институтом здоровья. "Мыши с эпилепсией исследовали, но не проявляли предпочтения к какому-либо объекту; они вели себя так, как будто ничего не изменилось, путая новую ситуацию с воспоминаниями о старой"
В поисках причины этой путаницы Мадар исследовал ткани мозга, взятые у мышей, прошедших тестирование памяти. Серией определенных электрических импульсов он стимулировал нервные волокна, служащие входом в зубчатую извилину, и регистрировал характер активности нейронов на выходе зубчатых ворот.
У здоровых мышей сходные входные сигналы преобразовывались сетью зубчатой извилины в легко различимые паттерны выходной активности. Входные паттерны имитировали разные, но похожие воспоминания. У мышей, страдающих эпилепсией, этот процесс был нарушен. Часть нейронов не выполняла свою работу по разделению паттернов. Вместо того чтобы передавать один импульс от электродов Мадара, эпилептические нейроны передавали всплески импульсов.
"Мы задаемся вопросом, не являются ли те же нарушения в работе зубчатой извилины, которые вызывают проблемы с памятью, одновременно причиной восприимчивости к этим припадкам", - говорит Джонс. "Эта аномальная активность приводит к чрезмерному возбуждению, и именно так возникают припадки"
Новое исследование, которое получило поддержку Фонда Лили по изучению эпилепсии в Мэдисоне, улучшает наше понимание механизмов памяти, связывая биологическую функцию зубчатой извилины и способность избегать спутанности памяти. Это может привести к улучшению лечения пациентов с эпилепсией и подобными расстройствами, которые характеризуются нарушениями памяти или припадками, особенно если новые результаты помогут исследователям отличить поврежденные клетки мозга от тех, которые сохраняют нормальную функцию.
"Определение маркеров для специфического воздействия на патологические нейроны может позволить лечить как припадки, так и симптомы памяти с меньшими побочными эффектами, чем нынешние противосудорожные препараты", - говорит Мадар.
Поскольку проблемы с памятью часто предшествуют припадку, который приводит к диагнозу эпилепсии, их можно использовать для более ранней диагностики пациентов.
"Возьмем человека, получившего травму головы: Они могли бы регулярно оценивать свою память, используя недорогие и неинвазивные компьютерные тесты, такие как мы использовали", - говорит Джонс. "Если у них начнут проявляться прогрессирующие нарушения, врач может предложить лечение, чтобы убедиться, что у них никогда не будет первого припадка".
