Проучването с мишка предоставя прозрения за паметта

Нововъзникващите изследвания разкриват, че мозъкът ни помни конкретни събития чрез физически промени в синапсите, малките връзки между невроните.

Изследователи от университета Дюк и Института по неврология Макс Планк във Флорида казват, че откриването на молекулярните механизми, чрез които се извършват тези промени, е неочаквано.

Изследователите смятат, че откритията също могат да хвърлят светлина върху развитието на някои заболявания, включително някои форми на епилепсия.

Изследването се появява онлайн в списанието Природата.

„Започваме да отключваме някои от загадките, залегнали както в придобиването на памет в нормалния мозък, така и в това как нормалният мозък се трансформира в епилептичен мозък“, казва д-р Джеймс Макнамара, професор в катедрите на невробиология и неврология в университета Дюк.

С придобиването на нова памет връзките или синапсите между определени групи неврони се укрепват. По-специално, приемащият край на двойка от тези неврони - състоящ се от малко възло, наречено гръбначен стълб - става малко по-голям.

Изследователите отдавна подозират, че мозъчен рецептор, наречен TrkB, е участвал в растежа на бодлите, когато научим, но новото проучване потвърждава, че рецепторът наистина е от решаващо значение и задълбочава по-нататък как работи.

Изследователите казват, че новите технологии са позволили изследването, тъй като са използвали молекулен сензор (който са разработили) за проследяване на активността на TrkB и микроскопи, които са им позволили да визуализират един гръбначен стълб в областта на живата мозъчна мозъчна тъкан, и всичко това в реално време.

Групата също успя да добави малко количество сигнален химикал, глутамат, към единичния гръбначен стълб, за да имитира това, което се случва по време на обучението. Това накара шиповете да растат.

"Мозъкът на мишката има приблизително 70 милиона неврони и повечето от тях са осеяни с хиляди бодли", каза Макнамара. „И така, да можеш да моделираш и изследваш събитията, случващи се в един гръбначен стълб в един неврон, е забележително.“

Без TrkB рецептора растежът на гръбначния стълб не е настъпил в отговор на сигнализиращия химикал, установи групата.

Екипът подозира, че е замесен още един играч, извлечен от мозъка невротрофичен растежен фактор (BDNF), защото той е молекулярният ключ към ключалката на TrkB.

Учените създадоха молекулярен сензор за BDNF и показаха, че имитирането на сигнала, свързан с ученето, причинява освобождаването на BDNF от приемащия край на синапса. Това беше изненадващо, тъй като конвенционалната мъдрост твърди, че BDNF се освобождава само от изпращащия неврон, а не от приемащия неврон.

Фактът, че приемащият неврон изхвърля BDNF в пролуката между невроните и също го усеща, е „изключително уникален, биологично“, каза съ-старшият изследовател Рьохей Ясуда. „Една от възможностите е, че BDNF регулира няколко околни клетки наведнъж. Ние се интересуваме от последващи действия, за да разберем точния процес. "

Въпреки че експериментите са проведени върху мишки, взаимодействието между TrkB и BDNF вероятно ще бъде важно за ученето и паметта при хората, каза Макнамара.

Източник: Университет Дюк / ScienceDaily