Μακροπρόθεσμος σχηματισμός μνήμης

Αλ. Τσίπρας: Προτεραιότητα ο μακροπρόθεσμος ενεργειακός προγραμματισμός (Απρίλιος 2019).

Anonim

Οι επιστήμονες της NYU διαπιστώνουν ότι οι αυξητικοί παράγοντες που δημιουργούν εγκεφάλους δημιουργούν επίσης μνήμες

Μια ομάδα από νευροεπιστήμονες του Πανεπιστημίου της Νέας Υόρκης έχει καθορίσει πώς ένα ζεύγος μορίων αυξητικού παράγοντα συμβάλλει στο σχηματισμό μακροχρόνιας μνήμης, ένα εύρημα που εμφανίζεται στο περιοδικό Neuron.

"Τα αποτελέσματα αυτά μας βοηθούν να κατανοήσουμε καλύτερα την αρχιτεκτονική της μνήμης και ειδικότερα πώς τα μόρια λειτουργούν ως ένα δίκτυο για τη δημιουργία μακροχρόνιων αναμνήσεων", εξηγεί ο ανώτερος συγγραφέας του βιβλίου Thomas Carew, καθηγητής στο Κέντρο Νευρωνικών Επιστημών του NYU και κοσμήτορας της Νέας Υόρκης Σχολή Τεχνών και Επιστημών. "Το πιο σημαντικό, αυτό σηματοδοτεί ένα ακόμη βήμα προς την αποσαφήνιση των περιπλοκών της λειτουργίας μνήμης, η οποία είναι ζωτικής σημασίας για την ανάπτυξη γνωστικών θεραπειών για την αντιμετώπιση σχετικών διαταραχών".

Η σημασία των μορίων αυξητικού παράγοντα (GFs) είναι από καιρό γνωστή. Είναι κρίσιμοι στην οικοδόμηση του εγκεφάλου που ξεκινάει από τη μήτρα και μέχρι την ενηλικίωση. Επιπλέον, με την πάροδο του χρόνου, έχει διαπιστωθεί ότι τα GFs "ανακυκλώνονται" από κατασκευαστές εγκεφάλων σε μηχανικούς μακροχρόνιων αναμνήσεων.

Λιγότερο όμως είναι το πώς το ευρύ φάσμα των οικογενειών GF, καθώς και διαφορετικά μέλη κάθε οικογένειας, ενεργούν για να μας βοηθήσουν να δημιουργήσουμε αυτές τις αναμνήσεις.

Στην προσπάθεια αντιμετώπισης αυτής της ερώτησης, η ερευνητική ομάδα του NYU, η οποία περιελάμβανε επίσης τον μεταπτυχιακό φοιτητή Ashley Kopec, τον κύριο συγγραφέα της μελέτης και τον επιστήμονα έρευνας Gary Philips, επικεντρώθηκε σε δύο οικογένειες GF: TrkB και TGFβr-II, οι οποίες αντιπροσωπεύουν δύο διαφορετικές κατηγορίες GFs που χρησιμοποιούν διαφορετικούς τύπους υποδοχέων για να ασκήσουν τις ενέργειές τους στον εγκέφαλο.

Στη μελέτη τους, οι ερευνητές εξέτασαν τα GF στην Aplysia californica, την κολοκυθιά της Καλιφόρνιας. Η Aplysia είναι ένας μοντέρνος οργανισμός που είναι αρκετά ισχυρός για αυτόν τον τύπο έρευνας επειδή οι νευρώνες του είναι 10 έως 50 φορές μεγαλύτεροι από εκείνους των ανώτερων οργανισμών, όπως τα σπονδυλωτά, και διαθέτει ένα σχετικά μικρό δίκτυο νευρώνων - χαρακτηριστικά που επιτρέπουν εύκολα εξέταση μοριακής σηματοδότησης κατά τη διάρκεια της δημιουργίας μνήμης.

Συγκεκριμένα, για να παραχθεί μια μορφή "μνήμης απειλών" που ονομάζεται ευαισθητοποίηση σε ένα απλό αντανακλαστικό σύστημα της Aplysia, οι ερευνητές παρουσίασαν τα γυμνάσια με ένα ζευγάρι ήπια ουρά που διανέμονταν 45 λεπτά - τα πρώτα που ενσταλάζουν ένα «μοριακό πλαίσιο» οι νευρώνες του αντανακλαστικού και ο δεύτερος να χρησιμοποιήσει αυτό το πλαίσιο για να οδηγήσει τους μοριακούς μηχανισμούς που απαιτούνται για να σχηματίσουν μια μακροχρόνια μνήμη - και στη συνέχεια εξέτασε τη δραστηριότητα GF και στις δύο περιόδους, Time 1 και Time 2.

Τα αποτελέσματά τους έδειξαν διαφορές στον ρόλο αυτών των δύο οικογενειών GF σε δύο διαστάσεις: το χρόνο και το διάστημα.

Την ώρα 1, όταν αρχικά δημιουργείται το πλαίσιο για τη μνήμη, το TrkB διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο, ενώ ο TGFβγ-ΙΙ είναι άσχετος. Ωστόσο, στο χρόνο 2, όταν σχηματίζεται μια μακροχρόνια μνήμη, οι ρόλοι αντιστρέφονται: ο TGFβr-II είναι ενεργός, αλλά το TrkB είναι ασήμαντο.

Επιπλέον, τα αποτελέσματα εμφάνισαν χωρικές διαφορές.

Στην Απλυσία, το απλό νευρικό κύκλωμα που μεσολαβεί στο τροποποιημένο αντανακλαστικό με τη μάθηση αποτελείται από μοναδικούς αισθητήριους νευρώνες και κινητικούς νευρώνες. Τα κυτταρικά σώματα των αισθητήριων νευρώνων ζουν σε ένα διαμέρισμα του εγκεφάλου, ενώ οι συνάψεις των συντρόφων τους, οι οποίες περνούν κατά μήκος σημάτων σε άλλα κύτταρα, βρίσκονται σε ένα άλλο. Στη μελέτη Neuron, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι τα αποτελέσματα της TrkB ασκούνται μόνο στις συνάψεις ενώ ο TGFβr-II λειτουργεί μόνο στο κυτταρικό σώμα.

Συνολικά, η μελέτη παρέχει νέες ιδέες για το πώς οι διαφορετικές οικογένειες GF παίζουν μοναδικούς ρόλους τόσο στο χρόνο όσο και στο διάστημα, συμβάλλοντας έτσι στην αποσαφήνιση του "πότε", "πού" και "πως" του σχηματισμού μνήμης.