B.Bu. [ n1 ]

ISTRAŽIVANJE

Naučnici otkrili „lijepak” za trajno pamćenje

Ljudski mozak je fascinantan univerzum unutar tijela, ispunjen električnim impulsima, neurološkim vezama i misterioznim procesima koji oblikuju naše misli, emocije i sjećanja.

Naučnici već decenijama pokušavaju da shvate kako mozak skladišti informacije i zašto neka sjećanja traju cijelog života, dok druga brzo izblijede. Najnovija istraživanja ukazuju na postojanje „neurološkog lijepka“ – mehanizma koji omogućava dugotrajno pamćenje.

Kako mozak skladišti sjećanja? Kada nešto doživimo, naš hipokampus – regija odgovorna za pamćenje – bilježi tu informaciju i prosljeđuje je drugim djelovima mozga. Da bi neko sjećanje ostalo trajno, međutim, potrebna je stabilna mreža sinapsi, veza između moždanih ćelija.

Dosadašnja istraživanja su pokazala da sinapse mogu da budu ojačane procesom koji se zove sinaptička plastičnost, pri čemu se veze između neurona ojačavaju ili slabe na osnovu naše pažnje, emocionalne uključenosti i ponavljanja informacije, piše Spirit Science.

Ipak, pravo pitanje je – šta je tajni sastojak koji određuje koje informacije će se zapamtiti za cio život?

Kako sjećanja traju zauvijek
Naučnici su identifikovali ključni molekularni mehanizam odgovoran za formiranje trajnih sjećanja. Riječ je o specifičnim proteinima i enzimima koji djeluju kao biološki „lijepak”, stabilizujući sinapse i omogućavajući neuronu da održi dugoročne veze.

Jedan od glavnih faktora u ovom procesu je protein kalmodulin-zavisna kinaza 2 (CaMKII), koji omogućava dugotrajno jačanje sinapsi i njihovu otpornost na zaboravljanje. Osim toga, važnu ulogu igra i PKM-zeta, enzim koji omogućava da memorijska mreža ostane aktivna čak i godinama nakon što je sjećanje formirano.

Formiranje uspomena se ne završava sa sinaptičkim jačanjem. Konsolidacija transformiše kratkoročne uspomene u dugoročne, kroz strukturne promjene u sinapsama i sintezu proteina. Ovaj proces zavisi od sna i budnog stanja, omogućavajući mozgu da ponovo procesuira nedavno stečene informacije.

„Kada se uspomena prizove, ona postaje podložna modifikaciji kroz proces poznat kao rekonsolidacija. Rekonsolidacija se dešava kada se uspomena pozove, kratko postaje promjenljiva prije nego što ponovo postane stabilna. Ova faza omogućava uspomenama da se adaptiraju, inkorporirajući nove informacije, dok održavaju osnovne detalje. Omesti rekonsolidaciju može oslabiti ili izbrisati uspomene, što informiše terapijske pristupe za poremećaje povezane sa traumama”, objašnjava Tem Hant, naučnik sa Univerziteta u Hong Kongu.

PKM-zeta - ključni igrač u održavanju uspomena
Kada su istraživači 2006. godine otkrili da inhibicija molekula PKM-zeta kod pacova dovodi do brisanja prostorno orijentisanih uspomena, ovo otkriće je istaklo ulogu PKM-zeta u održavanju snage sinapsi i dugoročnog zadržavanja uspomena.

Međutim, postojala je zbunjujuća kontradikcija: PKM-zeta proteini traju samo nekoliko sati do nekoliko dana. U isto vrijeme, uspomene mogu trajati decenijama.

„Ti proteini traju samo nekoliko sati u sinapsama, a u neuronima vjerovatno nekoliko dana. Ipak, naše uspomene mogu trajati 90 godina, pa kako objasniti ovu razliku?” ističe Tod Sektor, neurolog sa SUNY Downstate Health Sciences University i koautor studije iz 2006. godine.

Odgovor leži u kontinuiranoj sintezi PKM-zeta, autonomno aktivnoj protein kinazi, koja dugoročno održava kretanje AMPA receptora na sinaptičkim membranama.

AMPA su vrsta receptora za neurotransmiter glutamat u mozgu, koji su ključni za prenos signala između neurona. Ovi receptori igraju centralnu ulogu u brzoj sinaptičkoj transmisiji, što je proces kojim se nervni signali prenose sa jednog neurona na drugi.

Stalna proizvodnja PKM-zeta, osigurava snagu sinapsi i postojanost uspomena, uprkos kratkom trajanju molekula.

Dalja istraživanja su otkrila da poboljšanje PKM-zeta jača postojeće uspomene, dok inhibicija može da ih izbriše. Ova saznanja potvrđuju ulogu PKM-zeta kao „lijepka” u održavanju uspomena i njegovo povećanje postavljaju kao potencijalni cilj za terapije koje se bave poremećajima povezanim sa pamćenjem.

KIBRA obilježava sinapse za dugoročne uspomene
Nedavna istraživanja su identifikovala KIBRA, protein povezan sa ljudskim performansama pamćenja, kao ključnog igrača u zadržavanju uspomena. KIBRA se veže za sinapse aktivirane tokom učenja, efektivno ih označavajući za pojačanje.

Ovaj proces označavanja uključuje formiranje kompleksa KIBRA sa PKM-zeta, kinazom, koja je neophodna za održavanje snage sinapsi. Interakcija KIBRA-PKMzeta osigurava da sinapse uključene u formiranje uspomena ostanu pojačane tokom vremena.

„Nije samo PKM-zeta potrebna za održavanje uspomena, već kontinuirana interakcija između PKM-zeta i molekula zvanog KIBRA. Ako blokirate KIBRA, izbrisaćete staru uspomenu”, objašnjava Tod Sektor.