Ispitivanje molekularne osnove dugotrajnog pamćenja
Znanstvenici vjeruju da dugotrajno potenciranje (LTP) - dugotrajno povećanje signala preko veze između moždanih stanica - temelji na našoj sposobnosti pamćenja s vremenom i učenja.
Istraživači sa Sveučilišnog medicinskog centra Duke otkrili su kaskadu signalnih molekula koja omogućuje da obično vrlo kratak signal traje desetke minuta. Ovaj podražaj pruža moždani okvir za jače veze (sinapse) koje mogu prizivati uspomenu na razdoblje od mjeseci ili čak godina.
Njihova otkrića o tome kako sinapse mijenjaju snagu veza mogu imati utjecaja na Alzheimerovu bolest, autizam i mentalnu retardaciju, rekao je dr. Ryohei Yasuda, docent za neurobiologiju i viši autor.
"Otkrili smo da je biokemijski proces koji traje dugo ono što uzrokuje pohranu memorije", rekao je Yasuda, znanstvenik za ranu karijeru Medicinskog instituta Howard Hughes.
Istraživanje je objavljeno u Priroda.
Istraživači su istraživali signalne molekule koje reguliraju aktinski citoskelet, koji služi kao strukturni okvir sinapsi.
"Signalne molekule mogu pomoći u preuređivanju okvira i dati više volumena i snage sinapsama", rekao je Yasuda. "Utvrdili smo da bi dugotrajno sjećanje moglo proizaći iz promjena na sklopovima građevinskih blokova."
Istraživači Dukea znali su da je dugotrajno potenciranje, dugotrajni skup električnih impulsa u živčanim stanicama, potaknuto privremenim povećanjem iona kalcija (Ca2 +) u sinapsi. Osmislili su eksperimente kako bi naučili kako se kratki signal Ca2 +, koji traje samo oko 0,1 s, prevodi u dugotrajnu (više od sat vremena) promjenu u sinaptičkom prijenosu.
Tim je koristio tehniku 2-fotonske mikroskopije za vizualizaciju molekularne signalizacije unutar pojedinih sinapsi koje prolaze LTP, metodu razvijenu u laboratoriju Yasuda. Ova metoda mikroskopije omogućila je timu da nadgleda molekularnu aktivnost u pojedinačnim sinapsama dok mjeri sinapse kako bi se povećao njihov volumen i snaga veza.
Otkrili su da signalne molekule Rho i Cdc42, regulatori aktinskog citoskeleta, aktiviraju CaMKII i prenose signal CaMKII u signale koji traju mnogo minuta. Ovi dugotrajni signali važni su za održavanje dugotrajne plastičnosti sinapsi, sposobnosti mozga da se mijenja tijekom učenja ili pamćenja.
Mnoge mentalne bolesti poput mentalne retardacije i Alzheimerove bolesti povezane su s abnormalnim Rho i Cdc42 signalima, rekao je Yasuda. "Stoga će naše otkriće pružiti mnoge uvide u ove bolesti", rekao je.
Izvor: Sveučilište Duke
