Kā galvenā olbaltumviela veicina atmiņu, mācoties pieaugušo smadzenēs
Olbaltumviela, kurai ir galvenā loma neironu agrīnā attīstībā, ir būtiska arī pieaugušo smadzeņu mācībai un atmiņai.
Olbaltumviela, ko sauc par netrīnu, stiprina savienojumus starp smadzeņu šūnām.
Tas ir saskaņā ar nesenajiem pētījumiem, ko vadīja Monreālas Neiroloģiskais institūts un slimnīca (The Neuro), Makgila universitātes mācību un pētījumu institūts Kanādā.
Zinātnieki jau zināja, ka netrīns ir būtisks embrionālo un zīdaiņu smadzeņu attīstībai, kur tas palīdz izveidot savienojumus starp smadzeņu šūnām vai neironiem.
Nesenie pētījumi atklāj, ka olbaltumvielas stiprina arī šos nervu savienojumus vai sinapses pieaugušo smadzeņu hipokampā, apgabalā, kas ir saistīts ar atmiņu un mācīšanos.
Žurnāls Šūnu pārskati nesen publicēja pētījumu par pētījumu, kuru komanda veica ar jaunattīstības un pieaugušo žurku smadzeņu šūnām.
"Tas bija noslēpums," komentē vecākais pētījuma autors Dr. Timotijs E. Kenedijs, kurš vada pētniecības laboratoriju The Neuro, "kāpēc neironi turpinātu veidot netrīnu pieaugušo smadzenēs pēc tam, kad visi savienojumi jau bija izveidoti zīdaiņa vecumā."
Molekulas atslēga sinapses stiprināšanai
Saskaņā ar Dr Kennedy teikto, zinātnieki redzēja, ka neirons atbrīvo netrīnu, kad tas kļūst aktīvs. Olbaltumviela stiprina savienojumu ar kaimiņu neironu, dodot signālus abiem neironiem "padarīt sinapses stiprāku".
Nesenais pētījums seko ilgam darba vilcienam, kas sākās gandrīz pirms 7 gadu desmitiem, kad Makgila universitātes psiholoģijas profesors Donalds Hebbs piedāvāja savas idejas par to, kā smadzenes mācās un rada atmiņas.
Kas vēlāk ieguva titulu Hebbian Theory, viņa ideju mērķis bija izskaidrot, kā pieredzes rezultātā attīstās neironu ķēdes.
Hebbs apgalvoja, ka sinaptisko savienojumu stiprums vai vājums ir atkarīgs no tā, cik bieži tie tiek izmantoti: jo vairāk tie tiek izmantoti, jo stiprāki un ātrāki tie kļūst.
Savā 1949. gada grāmatā Uzvedības organizācija: neiropsiholoģiskā teorija, viņš aprakstīja, kā viņš iedomājās sinapses procesa nostiprināšanos. Kad viens neirons ir pietiekami tuvu otram un turpina to izšaut, "vienā vai abās šūnās notiek kāds augšanas process vai vielmaiņas izmaiņas".
"Mēs sakām," skaidro doktors Kenedijs, "ka šis jaunais molekulārais mehānisms, kuru mēs atklājām 69 gadus vēlāk, ir šīs teorijas centrā."
Sinaptiskas izmaiņas ir atmiņas, mācīšanās pamatā
Tieši Brendas Milneres, kura Hebra uzraudzībā doktora grādu The Neuro doktora grādu ieguva, 1957. gadā publicētā ideja, ka smadzeņu hipokampam ir izšķiroša loma dažu veidu atmiņā un mācībās.
"Ja jūs to vārīsit līdz vienai molekulai," turpina Dr Kennedy, "regulēta netrīna izdalīšanās ir būtiska sinaptisko izmaiņu veidam, kas ir pamatā neirona izmaiņām, kas saistītas ar mācīšanos un atmiņu, kas bija Milners. runājot par."
Viņš un viņa kolēģi arī novēroja, ka, lai stiprinātu sinapses, netrīns ir jāizlaiž “ārpusšūnu telpā”.
Tas viņiem lika aizdomāties, kādas papildu iespējas tas varētu sniegt mijiedarbību ar citiem neironiem.
Gēnu pētījumi ir saistīti ar netrīna iesaistīšanos slimībās, kas iznīcina smadzeņu audus, tostarp amiotrofo laterālo sklerozi, Parkinsona slimību un Alcheimera slimību. Tomēr tie nav identificējuši nevienu pamatā esošu mehānismu.
‘Iepriekš neatklāts mērķis’
Kopumā šis darbs ievērojami veicina mūsu izpratni par to, kā smadzenes veido un glabā atmiņas, saka komanda.
Tas arī "piedāvā jaunu, iepriekš neatklātu mērķi slimībām, kas ietekmē atmiņas funkciju," saka vadošā pētījuma autors Stīvens Glāzgovs, The Neuro pētniecības līdzstrādnieks.
Dr Kenedijs ierosina, ka ideāls veids, kā saglabāt atmiņas funkciju, būtu tādas zāles, kuru sinapsēs ir vērsta molekulārā aktivitāte.
Nesenie pieaugušo smadzeņu pētījumi ir atklājuši daudz neaktīvu sinaptisko savienojumu. Viņiem nav nekā nepareiza - viņi vienkārši ir "izslēgti, piemēram, spuldzes", viņš paskaidro.
Viņš spriež, ka varētu būt "sinapses rezervuārs, ko var izmantot, lai mainītu neironu savienojumu stiprumu".
Ja tas izrādās, viņš un viņa kolēģi uzskata, ka viņi ir "atraduši molekulāru mehānismu, lai ieslēgtu šīs sinapses".
Paturot prātā šādas idejas, viņi tagad plāno uzzināt, kas notiek ar neironiem, kad tie piegādā vai atņem tiem netrīnu.
"Mēs esam identificējuši milzīgu narkotiku mērķi."
Dr Timotijs E. Kenedijs
