Kiekvienas žmogus retkarčiais turi užmaršties akimirkų, ypač kai mes senstame. Tačiau vyresnio amžiaus žmonėms ne tik sunku prisiminti naują informaciją. Jiems taip pat sunkiau pakeisti tuos prisiminimus, kai atsiranda naujų detalių. Tačiau mažai žinoma apie atminties atnaujinimo mechanizmus ir apie tai, kaip šie mechanizmai sugenda su amžiumi.
Penn State mokslininkų komanda nustatė fermentą, kuris prisideda prie su amžiumi susijusių atminties atnaujinimo sutrikimų. Užblokuotos vyresnės pelės galėjo geriau įtraukti naują informaciją ir veikė panašiai kaip jaunesnės pelės.
Tyrėjai teigė, kad išvados, kurios paskelbtos m Molekulinės neurologijos ribosgali paskatinti galimų terapinių taikinių kūrimą, siekiant pagerinti pažinimo lankstumą senatvėje.
„Svarbu suprasti, kas vyksta molekuliniu lygmeniu atnaujinant atmintį, nes, kaip žmonės, dauguma mūsų prisiminimų yra atnaujinami. Mes nuolat remiamės jau žinomais dalykais ir keičiame esamus prisiminimus”, – sakė Janine Kwapis, Centro docentė. biologija ir vyresnysis straipsnio autorius.
„Tačiau niekas iš tikrųjų nežiūrėjo, ar atminties formavimo ir atminties atnaujinimo mechanizmai yra identiški, ar jie yra unikalūs atminties atnaujinimui. Tai žingsnis į priekį sprendžiant tai.”
Kai susiformuoja atmintis, smegenys persijungia, kad išlaikytų tą atmintį savo vietoje per procesą, vadinamą konsolidavimu. Ląstelės ekspresuoja baltymus sinapsėje, tarpo tarp neuronų, kuris leidžia nervinėms ląstelėms bendrauti, susiejant ląsteles, kurios aktyvuojamos susiformavus atminčiai. Prisiminus atmintį, šios ląstelės vienu metu užsidega kartu.
„Kai jums pateikiama nauja informacija, turite ištraukti esamą atmintį iš saugyklos ir ją susilpninti, kad ji būtų paruošta priimti naują informaciją. Kai nauja informacija sužinoma ir tie nauji neuronai įtraukiami, atnaujinta atmintis sutvirtinama. ir vėl saugomi“, – sakė Kwapis. Kwapis pažymėjo, kad šis procesas, vadinamas rekonsolidavimu, su amžiumi tampa mažiau veiksmingas.
Šiame tyrime tyrėjų komanda norėjo suprasti, kodėl sunkiau atnaujinti prisiminimus su normaliu senėjimu. Jei jie galėtų sustiprinti genų ekspresiją per konsolidavimą, ar jie taip pat galėtų pagerinti atminties atnaujinimą?
Norėdami tai patikrinti, jie blokavo histono deacetilazę 3 (HDAC3), fermentą, reguliuojantį genų transkripciją, informacijos kopijavimo iš DNR segmento į RNR procesą, kuris galiausiai sukurs funkcinį baltymą. Įrodyta, kad HDAC3 neigiamai veikia atminties formavimąsi ir genų ekspresiją konsolidavimo metu, tačiau mokslininkai teigė, kad jo vaidmuo atkuriant atmintį anksčiau nebuvo ištirtas.
„HDAC3 paprastai sustiprina chromatiną, DNR ir baltymų kompleksą, ir apsunkina transkripciją“, – sakė Chadas Smiesas, biologijos doktorantas ir pirmasis šio straipsnio autorius. „Jei užblokuosime šį fermentinį aktyvumą, tai gali padėti išlaikyti atviresnę chromatino būseną ir pagerinti genų ekspresiją.
Kai HDAC3 buvo užblokuotas per atminties konsolidavimo etapą, jis užkirto kelią tipiniams su amžiumi susijusiems atminties atnaujinimo trūkumams. Atminties atnaujinimo užduoties metu vyresnės pelės pasirodė taip pat, kaip ir jaunesnės.
Komanda naudojo metodiką, vadinamą objektų atnaujintose vietose paradigma, kurią Kwapis sukūrė specialiai atminties atnaujinimui išbandyti. Jį sudaro trys etapai: mokymo sesija, kurios metu pelės mokosi dviejų identiškų objektų buvimo vietos; atnaujinimo sesija, kai vienas iš objektų perkeliamas į naują vietą; ir bandomoji sesija, kurios metu objektai dedami į keturias atskiras vietas – dvi pirmines mokymo vietas, atnaujintą vietą ir visiškai naują vietą.
„Pelėms patinka naujovės, todėl, jei jos turi gerą atmintį treniruotėms ar atnaujinimo seansams, jos daugiau tyrinės naujo objekto vietą“, – sakė Smiesas. „Tačiau jei jie turi prastą atmintį, jie linkę tyrinėti anksčiau išmoktas vietas taip pat, kaip ir naują vietą.”
Nustačius molekulinius mechanizmus, tokius kaip HDAC3, tyrėjų komanda teigė, kad jie tikisi pateikti galimus terapinius tikslus, kad pagerintų pažinimo lankstumą senatvėje.
„Jei šie mechanizmai pagerins atmintį normaliam senėjimui, jie taip pat gali padėti sergant Alzheimerio liga ir demencija”, – sakė Kwapis.
Kiti Penn State autoriai yra Lauren Bellfy, molekulinių, ląstelių ir integracinių biomokslų doktorantė, ir Chadas Brunswickas, neurologijos programos doktorantas. Destiny Wright ir Sofia Bennetts, kurios tyrimo metu buvo Penn State bakalauro studentės; Markas Urbanas, doktorantas Penn State tyrimo metu; ir Guanhua Shu, kuris tyrimo metu buvo Harvardo universiteto absolventas, taip pat prisidėjo prie šio straipsnio.