Ilgalaikės atminties paslaptis įminta

Jūs sugebate prisiminti mylimojo akių spalvą metų metus. Bet kaip?

Mokslininkai tiki, kad ilgalaikis potencijavimas (LTP) – ilgai trunkantis impulsų prieaugis tarp smegenų ląstelių, grindžia mūsų gebėjimą karts nuo karto kažką prisiminti ir išmokti, bet pagrindinis neurologijos klausimas yra - kaip tai veikia?

Tyrėjai iš Kunigaikščio Universiteto Medicinos Centro atrado impulsinių molekulių pakopą, kuri leidžia paprastai labai trumpai gyvuojančiam impulsui tęstis dešimtis minučių, taip aprūpindama smegenų struktūrą stipresnėmis jungtimis (sinapsėmis), kurios geba iškasti prisiminimus ištisus mėnesius ar net metus.

Jų atradimai apie tai, kaip sinapsės pakeičia jungčių tvirtumą turi įtakos Alzhaimerio ligai, autizmui ir kitiems protiniams sutrikimams, teigė vyresnysis autorius, kandidatas į neuromokslų docentus Ryohei Yasuda.

„Mes nustatėme, kad biocheminis procesas trunkantis ilgą laiką yra ilgalaikės atminties priežastis“, sakė Hovardo Hiugo Medicinos Instituto ankstyvosios karjeros mokslininkas Yasuda.

Tyrinėtojai nagrinėjo impulsines molekules reguliuojančias aktino citoskeletą, kuris tarnauja, kaip struktūrinis sinapsės karkasas.
„Impulsinės molekulės galėtų padėti karkaso persitvarkymui, taip sinapsėms suteikdamos daugiau tvirtumo ir talpumo“, sakė Yasuda. „Mes argumentuojame tuo, kad ilgalaikė atmintis greičiausiai atsiranda keičiantis sudedamųjų dalių mazgams“.

Kunigaikščio Universiteto tyrėjai žinojo, kad ilgalaikės atminties potencijavimas, skalsus elektrinių impulsų rinkinys nervinėse ląstelėse, yra iššaukiamas trumpalaikio kalcio (Ca2+ ) jonų pagausėjimo sinapsėje. Jie atliko eksperimentus, kad perprastų, kaip trumpas Ca2+ impulsas, kuris trunka vos dešimtąją sekundės dalį, gali paveikti ilgalaikį, ilgiau nei valandą, trunkantį sinapsės perdavinėjimo pakitimą.

Komanda pasitelkė Yasubos laboratorijoje sukurtą dviejų fotonų mikroskopijos techniką, kad atvaizduotų molekulinio pulsavimo LTP vyksmą vienoje sinapsėje. Šis metodas padėjo komandai stebėti molekulinį aktyvumą vienoje sinapsėje, nustatinėjant ar sinapsės jungtys įgauna daugiau tvirtumo ir talpos.

Jie suprato, kad impulsinės Rho ir Cdc42, aktino citoskeletą reguliuojančios molekulės yra aktyvuojamos CaMKII molekulės. Jos perduoda CaMKII impulsą į impulsą, kuris trunka daugelį minučių. Šie ilgalaikiai impulsai yra labai svarbūs, kad ilgalaikis sinapsės plastiškumas, smegenų gebėjimas įsiminti ir išmokti, būtų išlaikytas.