ZNANOST: hrvatski znanstveni portal

Otkriven ključni trag procesa stvaranja dugoročnoga pamćenja

Možda se godinama sjećate boje očiju voljenih osoba, ali kako? Znanstvenici vjeruju da je dugoročna potencijacija (LTP) - dugoročni porast signala preko poveznica među moždanim stanicama – čini podlogu naše sposobnosti pamćenja i učenja kroz vrijeme, ali kako se to događa je glavno pitanje u neuroznanosti.

Istraživači s medicinskog centra Duke University našli su kaskadu signalnih molekula koje dopuštaju da obično jako kratki signal traje desetke minuta, pružajući mozgu okvir za snažnije poveznice (sinapse) koje mogu sakupiti memoriju iz perioda od nekoliko mjeseci, čak i godina. "Nalazi njihova istraživanja o tome kako sinapse mijenjaju snagu poveznica mogli bi donijeti odgovore  za Alzheimerovu bolest, autizam i mentalnu retardaciju." rekao je Ryohei Yasuda Ph.D. , asistent i glavni autor. "Otkrili smo da je biokemijski proces koji traje duže vrijeme taj koji uzrokuje spremanje memorije." kaže Yasuda, znanstvenik na Howard Hughes Medical Institute Early Career. Rezultati su prikazani u izdanju za ožujak časopisa Nature.

Istraživači su istraživali signalne molekule koje reguliraju aktinski citoskelet, a koji služi kao strukturni okvir za sinapse. "Signalne molekule bi mogle pomoći preurediti okvir i dati mu veći opseg i snagu sinapsama." kaže Yasuda i objašnjava "Zaključili smo da bi dugoročno pamćenje moglo dolaziti od promjena u sastavljanju modula sklopova blokova." Istraživači iz centra Duke su znali da je dugoročna potencijacija, dugotrajni skup električnih impulsa u živčanim stanicama, potaknuta privremenim procesom porasta iona kalcija (Ca2+) u sinapsama.

Razvili su eksperimente da bi saznali točno kako je kratki Ca2+ signal, koji traje samo ~0.1 s, preveden u dugotrajnu (više od sat vremena) promjenu u sinaptičkom prijenosu.Koristili su 2-fotonsku tehniku mikroskopiju kako vi vizualizirali molekularnu signalizaciju unutar same sinapse prolazeći LTP, metodu razvijenu u laboratoriju Yasuda. Ta mikroskopska metoda omogućila je timu da prate molekularnu aktivnost u samim sinapsama, a u isto vrijeme mjereći sinapse za porast u masi i snazi na poveznicama.

Otkrili su da signalne molecule Rho and Cdc42, regulatori aktinskog citoskeleta, su aktivirane pomoću CaMKII, i prenesene pomoću CaMKII signala u signale koji traju mnogo minuta. Ti dugotrajni signali važni su za održavanje dugotrajne fleksibilnosti sinapsa, što je sposobnost mozga za mijenjanjem tijekom učenja ili pamćenja. "Mnoge mentalne bolesti poput mentalne retardacije i Alzheimerove bolesti povezane su sa abnormalnim Rho i Cdc42 signalima." kaže Yasuda. "Stoga, naši nalazi će omogućiti bolji uvid u te bolesti."

Izvor: Duke University Medical Center

Podijeli.