Nesvarbu, ar tai būtų pirmas apsilankymas zoologijos sode, ar tada, kai išmokome važiuoti dviračiu, vaikystės prisiminimai išliko net suaugusiems. Bet kas paaiškina, kaip šie prisiminimai tęsiasi beveik visą gyvenimą?
Tyrimas žurnale Mokslo pažangaTarptautinių tyrinėtojų komandos atliktas tyrimas atskleidė biologinį ilgalaikių prisiminimų paaiškinimą. Jame pagrindinis dėmesys skiriamas molekulės KIBRA vaidmens atradimui, kuri tarnauja kaip „klijai“ prie kitų molekulių ir taip sustiprina atminties formavimąsi.
„Ankstesnės pastangos suprasti, kaip molekulės saugo ilgalaikę atmintį, buvo sutelktos į atskirų molekulių individualius veiksmus“, – aiškina Niujorko universiteto neuronologijos profesorius ir vienas pagrindinių tyrimo tyrėjų André Fentonas. „Mūsų tyrimas parodo, kaip jie dirba kartu, kad užtikrintų nuolatinį atminties saugojimą.
„Tvirtesnis supratimas apie tai, kaip saugome savo prisiminimus, padės nukreipti pastangas apšviesti ir spręsti su atmintimi susijusias bėdas ateityje“, – priduria Toddas Sacktoras, SUNY Downstate sveikatos mokslų universiteto profesorius ir vienas iš pagrindinių tyrimo tyrėjų.
Jau seniai nustatyta, kad neuronai saugo informaciją atmintyje kaip stiprių sinapsių ir silpnų sinapsių modelį, kuris lemia neuronų tinklų ryšį ir funkciją. Tačiau sinapsėse esančios molekulės yra nestabilios, nuolat juda neuronuose, susidėvi ir pakeičiamos per kelias valandas ar dienas, todėl kyla klausimas: kaip tada prisiminimai gali būti stabilūs nuo metų iki dešimtmečių?
Tyrime su laboratorinėmis pelėmis mokslininkai daugiausia dėmesio skyrė KIBRA arba inkstų ir smegenų ekspresuojamo baltymo, kurio žmogaus genetiniai variantai yra susiję ir su gera, ir su prasta atmintimi, vaidmeniui. Jie sutelkė dėmesį į KIBRA sąveiką su kitomis atminties formavimuisi svarbiomis molekulėmis – šiuo atveju baltymų kinaze Mzeta (PKMzeta). Šis fermentas yra pati svarbiausia molekulė normalioms žinduolių sinapsėms stiprinti, tačiau ji suyra po kelių dienų.
Jų eksperimentai atskleidė, kad KIBRA yra „trūkstama grandis“ ilgalaikiuose prisiminimuose, tarnaujanti kaip „patvari sinapsinė žyma“ arba klijai, prilimpantys prie stiprių sinapsių ir PKMzeta, taip pat išvengiant silpnų sinapsių.
„Atminties formavimosi metu suaktyvinamos formavimosi sinapsės, o KIBRA yra selektyviai šiose sinapsėse“, – aiškina SUNY Downstate fiziologijos, farmakologijos, anesteziologijos ir neurologijos profesorius Sacktoras. „Tada PKMzeta prisitvirtina prie KIBRA sinapsinės žymos ir išlaiko šias sinapses stiprias. Tai leidžia sinapsėms prilipti prie naujai pagamintos KIBRA, pritraukiant daugiau naujai pagamintų PKMzeta.”
Tiksliau, jų eksperimentai Mokslo pažanga popieriuje matyti, kad nutraukus KIBRA-PKMzeta ryšį ištrinama sena atmintis.
Ankstesnis darbas parodė, kad atsitiktinai padidinus PKMzeta smegenyse, sustiprėja silpni arba išblukę prisiminimai, o tai buvo paslaptinga, nes veikdamas atsitiktinėse vietose turėjo veikti priešingai, tačiau nuolatinis sinapsinis KIBRA žymėjimas paaiškina, kodėl papildoma PKMzeta pagerino atmintį. veikia tik KIBRA pažymėtose svetainėse.
„Nuolatinis sinapsinio žymėjimo mechanizmas pirmą kartą paaiškina šiuos rezultatus, kurie kliniškai yra svarbūs neurologiniams ir psichikos sutrikimams atminties“, – pastebi Fenton, kuris taip pat yra NYU Langone medicinos centro Neurologijos instituto fakultetas.
Straipsnio autoriai pažymi, kad tyrimas patvirtina koncepciją, kurią 1984 m. pristatė Francis Crick. Sacktoras ir Fentonas pabrėžia, kad jo pasiūlyta hipotezė paaiškinti smegenų vaidmenį atmintyje, nepaisant nuolatinių ląstelių ir molekulinių pokyčių, yra Tesėjo laivo mechanizmas – pasiskolintas iš filosofinio argumento, kilusio iš graikų mitologijos, pagal kurią naujos lentos pakeičia senąsias, kad būtų išlaikytas Tesėjo laivas. metų.
„Nuolatinis sinapsinio žymėjimo mechanizmas, kurį radome, yra panašus į tai, kaip naujos lentos pakeičia senas lentas, kad būtų išlaikytas Tesėjo laivas ištisas kartas, ir leidžia prisiminimams išlikti metų metus, net kai pakeičiami atmintį palaikantys baltymai“, – sako Sacktor.
„Francis Crick intuitavo šį Tesėjo laivo mechanizmą, netgi numatydamas baltymų kinazės vaidmenį. Tačiau prireikė 40 metų, kol išsiaiškino, kad komponentai yra KIBRA ir PKMzeta, ir išsiaiškino jų sąveikos mechanizmą.”
Tyrime taip pat dalyvavo mokslininkai iš Kanados McGill universiteto, Vokietijos Miunsterio universiteto ligoninės ir Teksaso universiteto Hiustono medicinos mokyklos.