Πώς μια βασική πρωτεΐνη ενισχύει τη μνήμη, μαθαίνοντας στον εγκέφαλο των ενηλίκων
Μια πρωτεΐνη που παίζει βασικό ρόλο στην πρόωρη νευρική ανάπτυξη είναι επίσης απαραίτητη για τη μάθηση και τη μνήμη στον εγκέφαλο των ενηλίκων.
Η πρωτεΐνη, που ονομάζεται netrin, ενισχύει τις συνδέσεις μεταξύ των εγκεφαλικών κυττάρων.
Αυτό είναι σύμφωνα με πρόσφατη έρευνα με επικεφαλής το Νευρολογικό Ινστιτούτο και το Νοσοκομείο του Μόντρεαλ (The Neuro), ένα ινστιτούτο διδασκαλίας και έρευνας του Πανεπιστημίου McGill στον Καναδά.
Οι επιστήμονες ήδη ήξεραν ότι η νετρίνη είναι απαραίτητη για την ανάπτυξη του εμβρυϊκού και του βρεφικού εγκεφάλου, όπου βοηθά στη σύνδεση μεταξύ εγκεφαλικών κυττάρων ή νευρώνων.
Η πρόσφατη έρευνα αποκαλύπτει ότι η πρωτεΐνη ενισχύει επίσης αυτές τις νευρικές συνδέσεις ή συνάψεις στον ιππόκαμπο του εγκεφάλου των ενηλίκων, μια περιοχή που εμπλέκεται στη μνήμη και τη μάθηση.
Η εφημερίδα Αναφορές κυττάρων πρόσφατα δημοσίευσε ένα έγγραφο σχετικά με τη μελέτη, την οποία η ομάδα διεξήγαγε σε κύτταρα από αναπτυσσόμενους και εγκεφάλους ενήλικων αρουραίων.
«Ήταν ένα μυστήριο», σχολιάζει ο ανώτερος συγγραφέας της μελέτης Dr. Timothy E. Kennedy, ο οποίος διευθύνει ένα ερευνητικό εργαστήριο στο The Neuro, «γιατί οι νευρώνες θα συνέχιζαν να κάνουν netrin στον εγκέφαλο των ενηλίκων αφού όλες οι συνδέσεις είχαν ήδη γίνει στα νήπια».
Κλειδί μορίου για ενίσχυση της συνάψεως
Σύμφωνα με τον Δρ Kennedy, οι επιστήμονες είδαν ότι ένας νευρώνας απελευθερώνει netrin όταν ενεργοποιείται. Η πρωτεΐνη ενισχύει τη σύνδεση με έναν γειτονικό νευρώνα σηματοδοτώντας τους δύο νευρώνες να «κάνουν τη σύναψη ισχυρότερη».
Η πρόσφατη μελέτη ακολουθεί μια μακρά πορεία εργασίας που ξεκίνησε πριν από περίπου 7 δεκαετίες όταν ο Donald Hebb, καθηγητής ψυχολογίας στο Πανεπιστήμιο McGill, πρότεινε τις ιδέες του για το πώς ο εγκέφαλος μαθαίνει και κάνει αναμνήσεις.
Αυτό που αργότερα απέκτησε τον τίτλο Hebbian Theory, οι ιδέες του στόχευαν να εξηγήσουν πώς αναπτύσσονται τα νευρικά κυκλώματα ως αποτέλεσμα της εμπειρίας.
Ο Hebb υποστήριξε ότι η ισχύς ή η αδυναμία των συναπτικών συνδέσεων εξαρτάται από το πόσο συχνά χρησιμοποιούνται: όσο περισσότερο χρησιμοποιούνται, τόσο ισχυρότερες και γρηγορότερες γίνονται.
Στο βιβλίο του 1949 Ο Οργανισμός Συμπεριφοράς: Μια Νευροψυχολογική Θεωρία, περιέγραψε πώς φαντάστηκε τη διαδικασία της σύναψης ενδυνάμωσης. Όταν ένας νευρώνας είναι αρκετά κοντά στον άλλο και συνεχίζει να τον πυροβολεί, «κάποια διαδικασία ανάπτυξης ή μεταβολική αλλαγή λαμβάνει χώρα σε ένα ή και τα δύο κύτταρα».
«Λέμε», εξηγεί ο Δρ Kennedy, «ότι αυτός ο νέος μοριακός μηχανισμός, τον οποίο ανακαλύψαμε 69 χρόνια αργότερα, είναι κεντρικός αυτής της θεωρίας».
Οι συναπτικές αλλαγές στηρίζουν τη μνήμη, τη μάθηση
Ήταν η δημοσίευση το 1957 μιας πρωτοποριακής εφημερίδας από την Brenda Milner, η οποία ολοκλήρωσε το διδακτορικό του στο Neuro υπό την επίβλεψη του Hebb, η οποία εισήγαγε την ιδέα ότι ο ιππόκαμπος του εγκεφάλου παίζει καθοριστικό ρόλο σε ορισμένους τύπους μνήμης και μάθησης.
«Εάν το βάζεις σε ένα μόριο», συνεχίζει ο Δρ Kennedy, «η ρυθμιζόμενη απελευθέρωση του netrin είναι απαραίτητη για το είδος των συναπτικών αλλαγών που αποτελούν το υπόβαθρο των νευρώνων που εμπλέκονται στη μάθηση και τη μνήμη, κάτι που ήταν ο Milner μιλώντας για."
Αυτός και οι συνάδελφοί του παρατήρησαν επίσης ότι, για να ενισχύσει τις συνάψεις, το netrin πρέπει να απελευθερωθεί σε «εξωκυτταρικό χώρο».
Αυτό τους έκανε να αναρωτιούνται ποιες πρόσθετες ευκαιρίες αλληλεπίδρασης με άλλους νευρώνες μπορεί να προσφέρει.
Μελέτες γονιδίων έχουν εμπλέξει τη συμμετοχή της νετρίνης σε ασθένειες που καταστρέφουν τον εγκεφαλικό ιστό, συμπεριλαμβανομένης της αμυοτροφικής πλευρικής σκλήρυνσης, της νόσου του Parkinson και της νόσου του Alzheimer. Ωστόσο, αυτά δεν έχουν εντοπίσει υποκείμενους μηχανισμούς.
«Προηγουμένως ανεκμετάλλευτος στόχος»
Συνολικά, η εργασία προάγει σημαντικά την κατανόησή μας για το πώς ο εγκέφαλος σχηματίζει και αποθηκεύει αναμνήσεις, λέει η ομάδα.
Προσφέρει επίσης «έναν νέο, προηγουμένως ανεξερεύνητο στόχο για ασθένειες που επηρεάζουν τη λειτουργία της μνήμης», λέει ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης Stephen Glasgow, ερευνητικός συνεργάτης στο The Neuro.
Ο Δρ Kennedy προτείνει ότι ένας ιδανικός τρόπος για να διατηρηθεί η λειτουργία της μνήμης θα ήταν να υπάρχουν φάρμακα που στοχεύουν τη μοριακή δραστηριότητα σε συνάψεις.
Πρόσφατες μελέτες του εγκεφάλου ενηλίκων έχουν αποκαλύψει πολλές ανενεργές συναπτικές συνδέσεις. Δεν υπάρχει τίποτα λάθος μαζί τους - απλώς «σβήνουν, σαν λαμπτήρες», εξηγεί.
Υποθέτει ότι μπορεί να υπάρχει «μια δεξαμενή συνάψεων που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να αλλάξει τη δύναμη των συνδέσεων μεταξύ των νευρώνων».
Εάν αυτό αποδειχθεί έτσι, αυτός και οι συνάδελφοί του πιστεύουν ότι «έχουν βρει έναν μοριακό μηχανισμό για να ενεργοποιήσουν αυτές τις συνάψεις».
Έχοντας υπόψη αυτές τις ιδέες, τώρα σχεδιάζουν να ανακαλύψουν τι συμβαίνει στους νευρώνες όταν τους τροφοδοτούν ή τους στερούν netrin.
"Έχουμε εντοπίσει έναν τεράστιο στόχο για ναρκωτικά."
Δρ Timothy E. Kennedy
