Studija OIST tima pokazuje da miševi zadržavaju naučena sećanja nakon dvodnevne veštačke hibernacije uprkos širokom gubitku sinapsi. Moždana aktivnost je pala za oko 70%, ali sinaptički klasteri između engram-ćelija bili su selektivno pošteđeni. Eksperimenti sa blokadom jačanja sinapsi ukazuju da su ti klasteri ključni za dugoročno pamćenje.
Sećanja Otporna Na Gubitak Sinapsi: Miševi Sačuvali Naučeno Nakon Dvodnevne Veštačke Hibernacije
You Can Lose Your Synapses Without Losing MemoriesAndriy Onufriyenko - Getty Images
U velikoj meri zavisimo od dugoročnih sećanja: ona oblikuju naš identitet, omogućavaju sticanje veština i pomažu nam da razumemo svet. Ipak, tačan način na koji se sećanja uspostavljaju i održavaju u mozgu još uvek nije potpuno razjašnjen.
Dosadašnje shvatanje zasniva se na dugoročnoj potencijaciji (LTP), procesu kojim se jačaju veze između nervnih ćelija—posebno između aksona i dendrita—kada se aktiviraju istovremeno. Takvi ojačani kontakti stvaraju fizičke tragove sećanja, poznate kao engrami. Dendritički spini igraju važnu ulogu u prenosu signala; ako su veze često aktivne, one jačaju, a u suprotnom slabe—po načelu „ako ne koristiš, izgubiš“.
Kako su naučnici to testirali?
Tim sa Okinawa Institute of Science and Technology (OIST) koristio je neuobičajen model za proučavanje memorije: veštačku hibernaciju. Tokom hibernacije neuronska aktivnost opada, a neki dendritički spini mogu privremeno nestati. Istraživači su naučili miševe da pronađu zrna šećera u lavirintu, zatim su ih stavili u dvodnevnu veštačku hibernaciju i beležili promene u mozgu pre, tokom i posle tog perioda.
Rezultati su bili iznenađujući: moždana aktivnost je pala za oko 70%, a mnoge sinapse su nestale, ali miševi su nakon buđenja zadržali naučena sećanja. Veličina dendritičkih spinova nije predviđala koje će sinapse biti izgubljene.
„Bilo je zapanjujuće,“ rekla je Yu-Ju Lin, vodeći autor studije iz OIST-a. „Logično, ako su svi naši engram-sinapsi bili neophodni za zadržavanje memorije, sećanje bi trebalo biti masivno narušeno.“
Da bi dodatno proverili hipotezu, istraživači su ponovili eksperiment pod anestezijom i primenili molekul koji blokira jačanje sinapsi. U toj varijanti miševi su izgubili naučena sećanja po buđenju, što ukazuje na to da je aktivno jačanje sinapsi ključno u određenim uslovima.
Detaljna analiza mozga pomoću korrelativne svetlosne i elektronske mikroskopije (CLEM) otkrila je da su sinapse organizovane u klastere između engram-ćelija bile selektivno pošteđene. Drugim rečima, iako je došlo do širokog gubitka sinapsi, određeni sinaptički klasteri su ostali i verovatno nose jezgro dugoročnog sećanja.
Šta ovo znači? Studija sugeriše da za dugoročno pamćenje nisu nužno potrebne sve sinapse koje su se u početku formirale, već da su ključni određeni klasteri sinapsi među engram-ćelijama. Veličina dendritičkih spinova, inače povezana sa inicijalnim kodiranjem memorije, nije bila prediktivna za njihovo dugoročno očuvanje.
Prema Kazumasa Tanaki, starijem autoru studije, naredni korak biće detaljnije proučavanje ovih klastera i njihova selektivna manipulacija kako bi se precizno utvrdilo koliko su neophodni za pamćenje.
Ovo otkriće menja način na koji razmišljamo o stabilnosti memorije: umesto da je svaka sinapsa podjednako važna, određene organizovane veze deluju kao „jezgro“ koje čuva naučene informacije čak i kad se mnoge druge veze privremeno izgube.
Pomozite nam da budemo bolji.
