Cum se formează memoria pe termen lung

Cercetătorii au identificat un mecanism prin care se formează memoria pe termen lung. Rezultatele ar putea fi relevante pentru tratamentul tulburărilor de memorie patologice sau care apar o dată cu vârsta. Ele au fost publicate în revista Nature.
La momentul actual se cunoaște locul unde se formează amintirile dar mecanismul este încă neelucidat.

Acum, cercetătorii de la Universitatea Harvard sugerează un proces esențial pentru consolidarea amintirilor și rememorare. Este vorba despre un mecanism prin care neuronii din hipotalamusul șoriceilor adulți reglează semnalele pe care le primesc de la alți neuroni.

Oamenii de știință au observat că experiențele noi activau populații mici de neuroni din hipocamp, care exprimau 2 gene, Fos și Scg2. Aceste gene permit neuronilor să regleze semnalele de la interneuronii inhibitori, care stopează excitarea neuronală. În acest fel, ca și răspuns la o experiență, grupuri mici de neuroni împrăștiați ar putea forma legături persistente, cu activitate coordonată. Mecanismul poate permite neuronilor să comunice mai bine unul cu celălalt, astfel încât următoarea dată când este necesară reamintirea, neuronii să trimită semnale sincrone.

Rolul genei Fos

Pentru a forma amintiri, creierul trebuie să înmagazineze o experiență la nivel neuronal. Oamenii de știință au investigat acest proces focusându-se pe gena Fos.

Activarea unui neuron determină activarea în câteva minute a genei Fos. Cercetătorii au emis ipoteza conform căreia gena Fos ar juca un rol esențial în procesul de învățare și memorare. Ei au expus șoricei de laborator la medii noi, observând neuronii piramidali, care sunt celulele principale ale hipocampusului. Oamenii de știință au descoperit că, după o nouă experiență, populații relativ risipite de neuroni exprimau gena Fos.

În următoarea etapă, ei au inhibat exprimarea genei Fos de către acești neuroni. Cobaii la care s-a produs această inhibiție au avut deficiențe importante de memorie atunci când au trebuit să se descurce într-un labirint. Prin urmare, rezultatele arată că gena are un rol esențial în formarea amintirilor.

Apoi, cercetătorii au studiat diferențele între neuronii care exprimau gena Fos și cei care nu exprimau. Potrivit rezultatelor, activitatea neuronilor care exprimau Fos a fost cel mai puternic afectată de 2 tipuri de interneuroni. Acești neuroni care exprimau Fos primeau numeroase semnale inhibitorii de la un tip de interneuroni și puține semnale inhibitorii de la celălalt tip. Aceste semnalizări nu existau la neuronii cu expresie genică blocată.

Conform oamenilor de știință, interneuronii pot regla momentul și cantitatea activată de neuroni care exprimă Fos.

Rolul genei Scg2

În continuare, cercetătorii au testat funcția genei Fos, care codifică pentru o proteină cu rol de factor de transcriptie. Utilizând secvențierea unicelulară și teste genomice pentru a identifica genele activate de Fos, ei au observat că gena Scg2 joacă un rol important în reglarea semnalelor inhibitorii.

La șoriceii cu Scg2 inhibată, neuronii din hipocampus care exprimau gena Fos păreau să raporteze defecte de semnalizare de la ambele tipuri de interneuroni. De asemenea, acești cobai aveau tulburări de ritm gama și teta la nivelul creierului, care sunt esențiale pentru buna funcționare a procesului de memorie și învățare.

Studiile anterioare au demonstrat că Scg2 codifică pentru o proteină neuropeptidică care poate fi clivată în 4 forme. Actualul studiu a arătat că neuronii par să folosească aceste neuropeptide pentru a ajusta semnalele primite de la interneuroni. Rezultatele sugerează că, după o experiență nouă, un mic grup de neuroni exprimă simultan gena Fos, activând Scg2 și neuropeptidele derivate din ea. Deoarece interneuronii au multe ramificații și astfel pot să trimită simultan semnal la mai multe celulele, există posibilitatea ca un grup mic de neuroni să influențeze formarea amintirilor.

Deși rezultatele sunt importante pentru o înțelegere mai bună a memoriei, există numeroase mecanisme înca care trebuie descoperite.

sursa: Science Daily