Modeliranje stanične osnove sjećanja
Ova nova paradigma omogućuje cjelovitiju sliku o tome kako funkcionira pamćenje i može informirati istraživanje poremećaja poput Parkinsonove, Alzheimerove bolesti, posttraumatskog stresa i poteškoća u učenju.
"Prethodni modeli pamćenja temeljili su se na brzim obrascima aktivnosti", rekao je dr. Terry Sejnowski, nositelj Salkove stolice Francis Crick i istražitelj Medicinskog instituta Howard Hughes.
"Naš novi model pamćenja omogućuje integraciju iskustava tijekom sati, a ne trenutaka."
Tijekom posljednjih nekoliko desetljeća neuroznanstvenici su otkrili mnogo o tome kako se čuvaju dugotrajna sjećanja.
Za značajne događaje - na primjer, ako vas ugrize pas - u aktiviranim se moždanim stanicama brzo stvaraju brojni proteini kako bi se stvorila nova sjećanja. Neki od ovih proteina zadržavaju se nekoliko sati na određenim mjestima na određenim neuronima prije nego što se razgrade.
Ova serija biokemijskih događaja omogućuje nam da se sjetimo važnih detalja o tom događaju - kao što je, u slučaju ugriza psa, koji pas, gdje se nalazio, ako je trebao posjet hitne pomoći, i tako dalje.
Jedan problem koji su znanstvenici imali s modeliranjem memorijskog prostora objašnjava zašto se jako pamte samo selektivni detalji, a ne sve u tom jednosatnom prozoru.
Uključujući podatke iz prethodne literature, Sejnowski i prvi autor dr. Cian O'Donnell, postdoktorski istraživač Salka, razvili su model koji premošćuje nalaze molekularnih i sistemskih promatranja pamćenja kako bi objasnili kako ovo jedno-dvourno memorijski prozor radi.
Objašnjenje novog okvira objavljeno je u časopisu Neuron.
Koristeći računsko modeliranje, O’Donnell i Sejnowski pokazuju da se, usprkos tome što su proteini dostupni većem broju neurona u određenom krugu, sjećanja zadržavaju kada sljedeći događaji aktiviraju iste neurone kao i izvorni događaj.
Znanstvenici su otkrili da prostorno pozicioniranje proteina i na određenim neuronima i na određenim područjima oko tih neurona predviđa koja će se sjećanja zabilježiti. Ovaj okvir prostornog uzorkovanja uspješno predviđa zadržavanje memorije kao matematičku funkciju preklapanja vremena i mjesta.
"Jedna stvar koju ova studija radi jest povezivanje onoga što se događa u stvaranju memorije na staničnoj razini sa sistemskom razinom", kaže O'Donnell.
„Da je vremenski okvir važan, već je utvrđeno; razradili smo kako bi sadržaj također mogao odrediti pamte li sjećanja ili ne. Dokazujemo da je niz ideja dosljedan i dovoljan da objasni nešto u stvarnom svijetu. "
Novi model također pruža potencijalni okvir za razumijevanje kako se generalizacije iz sjećanja obrađuju tijekom snova.
Iako je još puno toga nepoznatog o snu, istraživanja sugeriraju da se važne uspomene iz dana često provlače kroz mozak, premještajući ih iz privremenog skladišta u hipokampusu u dugotrajnije skladištenje u korteksu.
Istraživači su promatrali većinu ovog formiranja memorije u snu koji nije sanjao. Međutim, malo se zna da li se i kako vrši pakiranje ili konsolidacija memorije tijekom snova.
U novoj studiji model O’Donnella i Sejnowskog sugerira da se određeno zadržavanje memorije događa tijekom snova.
"Tijekom spavanja dolazi do reorganizacije sjećanja - jačate neka sjećanja i gubite ona koja vam više nisu potrebna", kaže O'Donnell.
"Osim toga, ljudi uče apstrakcije dok spavaju, ali nije bilo ideje kako se procesi generalizacije događaju na neuronskoj razini."
Primjenjujući svoja teorijska otkrića o preklapajućim aktivnostima unutar prozora od jednog do dva sata, došli su do teoretskog modela kako bi proces apstrakcije memorije mogao raditi tijekom spavanja.
Izvor: Salk Institute
