Как ключовият протеин повишава паметта, ученето в мозъка на възрастните
Протеинът, който играе ключова роля в ранното невронно развитие, също е от съществено значение за ученето и паметта в мозъка на възрастните.
Протеинът, наречен нетрин, укрепва връзките между мозъчните клетки.
Това сочат неотдавнашни изследвания, ръководени от Монреалския неврологичен институт и болница (The Neuro), учебно-изследователски институт на университета Макгил в Канада.
Учените вече са знаели, че нетринът е от съществено значение за развитието на ембрионалния и бебешкия мозък, където помага за осъществяването на връзки между мозъчните клетки или невроните.
Неотдавнашното проучване разкрива, че протеинът също така укрепва тези невронни връзки или синапси в хипокампуса на мозъка на възрастен, област, която участва в паметта и ученето.
Списанието Клетъчни отчети наскоро публикува статия за изследването, проведено от екипа върху клетки от развиващ се и мозък на възрастни плъхове.
„Това беше мистерия“, коментира старшият автор на изследването д-р Тимъти Е. Кенеди, който ръководи изследователска лаборатория в The Neuro, „защо невроните ще продължат да произвеждат нетрин в мозъка на възрастните, след като всички връзки вече са били установени в ранна детска възраст“.
Молекулен ключ за укрепване на синапса
Според д-р Кенеди учените са видели, че невронът освобождава нетрин, когато стане активен. Протеинът укрепва връзката със съседния неврон, като сигнализира на двата неврона „да направят синапса по-силен“.
Неотдавнашното проучване проследява дълъг ход на работа, започнал преди близо 7 десетилетия, когато Доналд Хеб, професор по психология в университета Макгил, предложи идеите си за това как мозъкът се учи и създава спомени.
Това, което по-късно придобива заглавието Hebbian Theory, неговите идеи имаха за цел да обяснят как невронните вериги се развиват в резултат на опит.
Хеб твърди, че силата или слабостта на синаптичните връзки зависи от това колко често се използват: колкото повече се използват, толкова по-силни и бързи стават.
В своята книга от 1949г Организацията на поведението: невропсихологическа теория, той описа как си представя процеса на укрепване на синапса. Когато един неврон е достатъчно близо до друг и продължава да го изстрелва, „се осъществява някакъв процес на растеж или метаболитна промяна в едната или и двете клетки“.
„Ние казваме, обяснява д-р Кенеди, че този нов молекулярен механизъм, който открихме 69 години по-късно, е от основно значение за тази теория.“
Синаптичните промени са в основата на паметта, ученето
Именно публикуването през 1957 г. на новаторска статия от Бренда Милнър, завършила докторска степен в The Neuro под ръководството на Хеб, внесе идеята, че хипокампусът на мозъка играе решаваща роля в някои видове памет и обучение.
„Ако го свалите до една молекула - продължава д-р Кенеди, - регулираното освобождаване на нетрин е от съществено значение за вида на синаптичните промени, които са в основата на промените в неврона, които участват в ученето и паметта, каквото беше Милнър Говорейки за."
Той и колегите му също така отбелязват, че за да се укрепят синапсите, нетринът трябва да бъде освободен в „извънклетъчното пространство“.
Това ги накара да се замислят какви допълнителни възможности за взаимодействие с други неврони биха могли да предоставят.
Генетичните проучвания са свързани с участието на нетрин в заболявания, които разрушават мозъчната тъкан, включително амиотрофична странична склероза, болест на Паркинсон и болест на Алцхаймер. Те обаче не са идентифицирали никакви основни механизми.
‘Неоткрита по-рано цел’
Като цяло работата значително подобрява нашето разбиране за това как мозъкът формира и съхранява спомени, казва екипът.
Освен това „предлага нова, неоткрита досега цел за заболявания, които засягат функцията на паметта“, казва водещият автор на изследването Стивън Глазгоу, научен сътрудник в The Neuro.
Д-р Кенеди предполага, че идеалният начин за запазване на функцията на паметта би бил наличието на лекарства, насочени към молекулярна активност в синапсите.
Последните проучвания на мозъка на възрастни разкриха много неактивни синаптични връзки. Няма нищо лошо в тях - те просто са „изключени, като крушки“, обяснява той.
Той предполага, че може да има „резервоар от синапси, който може да се използва за промяна на силата на връзките между невроните“.
Ако това се окаже така, той и колегите му вярват, че „са намерили молекулярен механизъм, който да включи тези синапси“.
Имайки предвид такива идеи, сега те планират да разберат какво се случва с невроните, когато ги снабдяват или лишават от нетрин.
„Идентифицирахме огромна цел за наркотиците.“
Д-р Тимъти Е. Кенеди
