Cum o proteină cheie mărește memoria, învățând în creierul adultului
O proteină care joacă un rol cheie în dezvoltarea neuronală timpurie este, de asemenea, esențială pentru învățare și memorie în creierul adult.
Proteina, numită netrin, întărește conexiunile dintre celulele creierului.
Acest lucru este potrivit unor cercetări recente conduse de Institutul și Spitalul Neurologic din Montreal (The Neuro), un institut de predare și cercetare al Universității McGill din Canada.
Oamenii de știință știau deja că netrina este esențială pentru dezvoltarea creierului embrionar și infantil, unde ajută la stabilirea conexiunilor între celulele creierului sau neuroni.
Cercetările recente arată că proteina întărește și acele conexiuni neuronale sau sinapsele din hipocampul creierului adult, o zonă implicată în memorie și învățare.
Jurnalul Rapoarte de celule a publicat recent o lucrare cu privire la studiu, pe care echipa a realizat-o asupra celulelor din creierul de șobolan în curs de dezvoltare și adult.
„A fost un mister”, comentează autorul principal al studiului, Dr. Timothy E. Kennedy, care conduce un laborator de cercetare la The Neuro, „de ce neuronii ar continua să producă netrin în creierul adult după ce toate conexiunile au fost deja făcute în copilărie”.
Cheia moleculei pentru întărirea sinapselor
Potrivit dr. Kennedy, oamenii de știință au văzut că un neuron eliberează netrin atunci când devine activ. Proteina întărește conexiunea cu un neuron învecinat prin semnalarea celor doi neuroni pentru „a face sinapsa mai puternică”.
Studiul recent urmează un lung proces de lucru care a început acum aproape 7 decenii când Donald Hebb, profesor de psihologie la Universitatea McGill, și-a propus ideile despre modul în care creierul învață și își face amintiri.
Ceea ce a dobândit ulterior titlul Teoria Hebbiană, ideile sale au avut ca scop explicarea modului în care circuitele neuronale se dezvoltă ca urmare a experienței.
Hebb a susținut că puterea sau slăbiciunea conexiunilor sinaptice depinde de cât de des sunt utilizate: cu cât sunt utilizate mai mult, cu atât devin mai puternice și mai rapide.
În cartea sa din 1949 Organizarea comportamentului: o teorie neuropsihologică, a descris cum și-a imaginat procesul de întărire a sinapselor. Atunci când un neuron este suficient de aproape de altul și continuă să-l declanșeze, „un proces de creștere sau o schimbare metabolică are loc în una sau ambele celule”.
„Spunem”, explică dr. Kennedy, că acest nou mecanism molecular, pe care l-am descoperit 69 de ani mai târziu, este esențial pentru această teorie. ”
Schimbările sinaptice stau la baza memoriei, a învățării
Publicarea în 1957 a unei lucrări revoluționare a lui Brenda Milner, care a finalizat un doctorat la Neuro sub supravegherea lui Hebb, a introdus ideea că hipocampul creierului joacă un rol crucial în unele tipuri de memorie și învățare.
„Dacă îl reduceți la o singură moleculă”, continuă dr. Kennedy, „eliberarea reglementată de netrin este esențială pentru tipul de schimbări sinaptice care stau la baza schimbărilor neuronului care sunt implicate în învățare și memorie, ceea ce a fost Milner vorbind despre."
El și colegii săi au observat, de asemenea, că, pentru a întări sinapsele, netrina trebuie eliberată în „spațiul extracelular”.
Acest lucru i-a făcut să se întrebe ce oportunități suplimentare ar putea oferi acest lucru pentru a interacționa cu alți neuroni.
Studiile genetice au implicat implicarea netrinului în bolile care distrug țesutul cerebral, inclusiv scleroza laterală amiotrofică, boala Parkinson și boala Alzheimer. Cu toate acestea, acestea nu au identificat niciun mecanism de bază.
„Țintă nedescoperită anterior”
În general, lucrarea avansează semnificativ înțelegerea noastră asupra modului în care creierul se formează și stochează amintirile, spune echipa.
De asemenea, „oferă o nouă țintă nedescoperită anterior pentru bolile care afectează funcția memoriei”, spune autorul principal al studiului Stephen Glasgow, asociat de cercetare la The Neuro.
Dr. Kennedy sugerează că o modalitate ideală de a păstra funcția de memorie ar fi de a avea medicamente care vizează activitatea moleculară la sinapse.
Studii recente asupra creierului adult au descoperit multe conexiuni sinaptice inactive. Nu este nimic în neregulă cu ei - sunt doar „opriți, ca becurile”, explică el.
El speculează că ar putea exista „un rezervor de sinapse care poate fi folosit pentru a schimba puterea conexiunilor dintre neuroni”.
Dacă acest lucru se dovedește a fi cazul, el și colegii săi cred că au „găsit un mecanism molecular pentru a activa acele sinapse”.
Având în vedere astfel de idei, ei intenționează acum să afle ce se întâmplă cu neuronii atunci când îi furnizează sau îi lipsesc de netrin.
„Am identificat o țintă imensă pentru droguri.”
Dr. Timothy E. Kennedy
