Iată un experiment de gândire amuzant: dacă amintirile tale sunt stocate în conexiunile fizice dintre neuroni, iar acele conexiuni sunt șterse ca o praf cosmic, ar trebui să supraviețuiască amintirile tale? Aparent, da - cel puțin dacă ești un șoarece care a fost hibernat artificial. Un nou studiu în Science sugerează că amintirile pot supraviețui distrugerii totale a sinapselor care, teoretic, le conțin. Thanos ar fi furios.

Înțelepciunea convențională în neuroștiință este că învățarea întărește și mărește fizic conexiunile dintre neuroni, iar aceste modificări constituie memoria. Problema: aceste conexiuni sunt plastice, adică se schimbă constant. După cum spune Kazumasa Tanaka, neuroștiințific la Institutul de Știință și Tehnologie Okinawa din Japonia, „Dacă compari aranjamentul acestor conexiuni în prima zi cu cel din ziua a patra sau a cincea, este foarte, foarte diferit.” Pentru a vedea cum o memorie care durează ani de zile poate sta pe un hardware care se schimbă la fiecare câteva zile, echipa lui Tanaka a decis să facă schimbarea puțin mai dramatică. Au indus o stare asemănătoare hibernării la șoareci, care a șters practic mai mult de jumătate din sinapsele lor. Șoarecii, însă, aparent și-au păstrat amintirile. Pentru că, bineînțeles, așa a fost.

Hibernarea este în mod normal o specialitate a veverițelor, hamsterilor și urșilor, dar circuitul neural care o declanșează este conservat la toate mamiferele - chiar și la speciile care nu hibernează în sălbăticie, cum ar fi șoarecii. În iunie 2020, o echipă condusă de Takeshi Sakurai, neuroștiințific la Universitatea din Tsukuba și colaborator la studiul lui Tanaka, a dezvoltat o tehnică pentru a activa artificial acest circuit prin stimularea unei populații numite neuroni Q din hipotalamus. Rezultatul este o stare numită QIH, pentru hipotermie și hipometabolism induse de neuronii Q.

„Cu protocolul nostru, putem aduce temperatura corporală a șoarecilor la aproximativ 20° Celsius, iar ritmul cardiac și ritmul respirator scad semnificativ”, explică Tanaka. Dacă aceasta contează ca hibernare reală depinde de punctul tău de referință: urșii reduc cererea metabolică, dar își mențin temperatura corporală în jur de 36° sau 37° Celsius, în timp ce unele veverițe intră în hibernare super profundă, unde temperatura corporală se apropie de îngheț. „Hibernarea artificială se situează undeva la mijlocul acestui spectru”, spune Tanaka.

Cel mai important lucru despre QIH este că poate fi activată și oprită la voință. În experimentele lui Tanaka, șoarecii au petrecut 48 de ore în starea asemănătoare hibernării și apoi s-au trezit. Pentru sinapsele lor, acele 48 de ore au funcționat ca pocnitura lui Thanos.

Pentru a măsura carnagiul sinaptic, echipa lui Tanaka a implantat tetrode - mănunchiuri de electrozi fini - în hipocampul șoarecilor care se mișcau liber, permițându-le să înregistreze neuronii individuali care se activează. Au descoperit că activitatea a scăzut cu aproximativ 70% odată ce hibernarea a început. Țesuturile cerebrale au fost, de asemenea, imaginate folosind microscopie electronică cu scanare serială în bloc înainte, în timpul și la zile după hibernare. S-a dovedit că hibernarea a eradicat mai mult de jumătate din sinapse - ceea ce, în principiu, ar fi trebuit să șteargă majoritatea amintirilor. „Dacă accepți că urmele de memorie rezidă în eficacitatea sinapselor individuale, dacă pierzi mai mult de jumătate din conexiunile sinaptice, desigur ce te-ai aștepta este o afectare a memoriei ulterior”, spune Tanaka. Dar echipa nu a găsit o astfel de afectare.

Înainte de hibernare, șoarecii fuseseră antrenați în două sarcini standard de memorie: condiționarea fricii contextuale (asocierea unei cutii cu un șoc electric ușor) și o sarcină de labirint în formă de plus (învățarea navigării către o recompensă). Ambele sarcini depind de amintirile hipocampale, confirmat prin crearea unei leziuni în regiune după antrenament, care a cauzat dispariția amintirilor. Dar când șoarecii care au suferit QIH au fost treziți, s-au descurcat la fel de bine ca șoarecii care nu hibernaseră. „Ce am găsit în aceste două paradigme comportamentale diferite este că memoria a fost complet intactă”, susține Tanaka.

Supraviețuirea acestor amintiri a fost, de asemenea,