Kako ključna beljakovina krepi spomin, učenje v možganih odraslih
Beljakovina, ki igra ključno vlogo pri zgodnjem živčnem razvoju, je bistvenega pomena tudi za učenje in spomin v možganih odraslih.
Beljakovina, imenovana netrin, krepi povezave med možganskimi celicami.
To kažejo nedavne raziskave, ki jih je vodil Montrealski nevrološki inštitut in bolnišnica (The Neuro), učni in raziskovalni inštitut univerze McGill v Kanadi.
Znanstveniki so že vedeli, da je netrin bistven za razvoj možganov zarodka in dojenčka, kjer pomaga pri povezovanju možganskih celic ali nevronov.
Nedavna raziskava razkriva, da beljakovine krepijo tudi tiste živčne povezave ali sinapse v hipokampusu odraslih možganov, na področju, ki je povezano s spominom in učenjem.
Časopis Poročila o celicah je pred kratkim objavil članek o študiji, ki jo je skupina izvedla na celicah iz možganov v razvoju in odraslih podgan.
"Bilo je skrivnost," komentira starejši avtor študije dr. Timothy E. Kennedy, ki vodi raziskovalni laboratorij pri The Neuro, "zakaj bi nevroni še naprej proizvajali netrin v možganih odraslih, potem ko so bile vse povezave že vzpostavljene v otroštvu."
Molekulski ključ za krepitev sinapse
Po mnenju dr. Kennedyja so znanstveniki videli, da nevron sprosti netrin, ko postane aktiven. Beljakovina krepi povezavo s sosednjim nevronom tako, da signalizira obema nevronoma, da "naredita sinapso močnejšo."
Nedavna študija sledi dolgemu delu dela, ki se je začelo pred skoraj sedem desetletji, ko je Donald Hebb, profesor psihologije na univerzi McGill, predlagal svoje ideje o tem, kako se možgani učijo in ustvarjajo spomine.
Kar je kasneje dobilo naslov Hebbian Theory, so njegove ideje imele namen pojasniti, kako se nevronska vezja razvijajo kot rezultat izkušenj.
Hebb je trdil, da je moč ali šibkost sinaptičnih povezav odvisna od tega, kako pogosto se uporabljajo: bolj ko se uporabljajo, močnejše in hitrejše postajajo.
V svoji knjigi iz leta 1949 Organizacija vedenja: nevropsihološka teorija, je opisal, kako si je predstavljal proces krepitve sinapse. Ko je en nevron dovolj blizu drugega in ga sproži, "v eni ali obeh celicah pride do nekega procesa rasti ali presnovne spremembe."
"Pravimo," pojasnjuje dr. Kennedy, "da je ta novi molekularni mehanizem, ki smo ga odkrili 69 let kasneje, osrednjega pomena za to teorijo."
Sinaptične spremembe so osnova za spomin, učenje
Prav objava revolucionarnega članka Brende Milner, ki je pod Hebbovim nadzorom doktorirala na The Neuro, je predstavila idejo, da ima hipokampus možganov ključno vlogo pri nekaterih vrstah spomina in učenja.
"Če ga zavrete do ene molekule," nadaljuje dr. Kennedy, "je urejeno sproščanje netrina bistvenega pomena za vrste sinaptičnih sprememb, ki so osnova sprememb v nevronih, ki sodelujejo pri učenju in spominu, kar je bil Milner govoriti o."
S sodelavci je tudi opazil, da je treba Netrin, da bi okrepil sinapse, sprostiti v "zunajcelični prostor".
Zaradi tega so se spraševali, kakšne dodatne možnosti za interakcijo z drugimi nevroni bi to lahko nudile.
Genske študije so vplivale na vpletenost netrina v bolezni, ki uničujejo možgansko tkivo, vključno z amiotrofično lateralno sklerozo, Parkinsonovo boleznijo in Alzheimerjevo boleznijo. Vendar ti niso ugotovili nobenega temeljnega mehanizma.
‘Prej neodkrita tarča’
Na splošno delo močno izboljšuje naše razumevanje, kako možgani tvorijo in shranjujejo spomine, pravi ekipa.
Ponuja tudi novo, še neodkrito tarčo za bolezni, ki vplivajo na spominsko funkcijo, pravi vodilni avtor študije Stephen Glasgow, znanstveni sodelavec pri The Neuro.
Dr. Kennedy predlaga, da bi bil idealen način za ohranitev spominske funkcije, če bi imeli zdravila, ki ciljajo na molekularno aktivnost v sinapsah.
Nedavne študije možganov odraslih so odkrile številne neaktivne sinaptične povezave. Z njimi ni nič narobe - preprosto so "ugasnjene, kot žarnice," pojasnjuje.
Ugiba, da bi lahko obstajal "rezervoar sinaps, ki bi ga lahko uporabili za spremembo moči povezav med nevroni."
Če se to izkaže, on in njegovi kolegi verjamejo, da so "našli molekularni mehanizem za vklop teh sinaps."
Z mislijo na takšne ideje zdaj načrtujejo, da bodo ugotovili, kaj se zgodi z nevroni, ko jim dobavijo ali odvzamejo netrin.
"Opredelili smo velik cilj za droge."
Dr. Timothy E. Kennedy
