Ερευνητές από το Μπορντό ανακάλυψαν πρόσφατα ένα νέο μηχανισμό για την αποθήκευση πληροφοριών σε συνάψεις και ένα μέσο ελέγχου της διαδικασίας αποθήκευσης. Η ανακάλυψη κινεί την επιστήμη πιο κοντά στην αποκάλυψη του μυστηρίου των μοριακών μηχανισμών της μνήμης και των διαδικασιών μάθησης.
Η έρευνα, η οποία πραγματοποιήθηκε κυρίως από ερευνητές του Διεπιστημονικού Ινστιτούτου Νευροεπιστημών CNRS και του Κέντρου απεικόνισης του Μπορντό, δημοσιεύτηκε στην έκδοση της Nature.
Η επικοινωνία μεταξύ νευρώνων περνά μέσα από ένα εκατομμύριο δισεκατομμυρίων συνάψεις, μικροσκοπικές δομές το δέκατο του πλάτους μιας τρίχας, σε μια εξαιρετικά περίπλοκη διαδικασία.
Η συναπτική πλαστικότητα – η ικανότητα των συνάψεων να προσαρμόζονται ως απάντηση στη νευρωνική δραστηριότητα – ανακαλύφθηκε πριν από περίπου 50 χρόνια, οδηγώντας την επιστημονική κοινότητα να την αναγνωρίσει ως ζωτικό λειτουργικό στοιχείο της απομνημόνευσης και της μάθησης.
Οι υποδοχείς νευροδιαβιβαστών – που βρίσκονται στο επίπεδο των συνάψεων – παίζουν βασικό ρόλο στη μετάδοση νευρικών μηνυμάτων. Πριν από λίγα χρόνια, η ομάδα ερευνητών στο Μπορντό ανακάλυψε ότι οι υποδοχείς νευροδιαβιβαστών δεν ήταν ακίνητοι, όπως αναφέρθηκε παλαιότερα, αλλά σε μια σταθερή κατάσταση ανάδευσης.
Υποστήριξαν ότι ο έλεγχος αυτής της ανάδευσης μέσω της νευρωνικής δραστηριότητας θα μπορούσε να διαμορφώσει την αποτελεσματικότητα της συναπτικής μετάδοσης ρυθμίζοντας τον αριθμό των υποδοχέων που υπάρχουν σε δεδομένη χρονική στιγμή σε μια σύναψη.
Η νέα έρευνα έχει οδηγήσει τις δύο ομάδες να κατανοήσουν τους βασικούς μηχανισμούς πίσω από τον τρόπο αποθήκευσης των πληροφοριών στον εγκέφαλο. Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν τεχνικές βασισμένες στη χημεία, της ηλεκτροφυσιολογίας και της απεικόνισης υψηλής ανάλυσης για να αναπτύξουν μια νέα μέθοδο ακινητοποίησης των υποδοχέων σε συναπτικές θέσεις.
Αυτή η μέθοδος σταματά με επιτυχία τη μετακίνηση των υποδοχέων, καθιστώντας δυνατή τη μελέτη της επίδρασης της ακινητοποίησης στην εγκεφαλική δραστηριότητα και την ικανότητα εκμάθησης. Παρέχει απόδειξη ότι η μετακίνηση υποδοχέα είναι απαραίτητη για τη συναπτική πλαστικότητα ως απόκριση στην έντονη νευρωνική δραστηριότητα.
Οι ερευνητές εξέτασαν επίσης τον άμεσο ρόλο της συναπτικής πλαστικότητας στην εκμάθηση. Με τη διδασκαλία των ποντικών να αναγνωρίσουν ένα συγκεκριμένο περιβάλλον, δείχνουν ότι η διακοπή της κίνησης των υποδοχέων μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να εμποδίσει την απόκτηση αυτού του τύπου μνήμης, επιβεβαιώνοντας το ρόλο της συναπτικής πλαστικότητας σε αυτή τη διαδικασία.
Η ανακάλυψη προσφέρει νέες προοπτικές για τον έλεγχο της μνήμης. Το πρωτόκολλο απομνημόνευσης που δοκιμάζεται εδώ ενεργοποιεί μια συγκεκριμένη περιοχή του εγκεφάλου: τον ιππόκαμπο.
Το επόμενο βήμα για τους ερευνητές είναι να καθορίσουν εάν ο ανακαλυφθείς μηχανισμός μπορεί να εφαρμοστεί και σε άλλες μορφές μάθησης και, κατά συνέπεια, σε άλλες περιοχές του εγκεφάλου. Από τεχνική άποψη, θα είναι δυνατό να αναπτυχθούν νέες, αναστρέψιμες και ευαίσθητες στο φως μέθοδοι ακινητοποίησης των υποδοχέων προκειμένου να ελέγχεται καλύτερα η διαδικασία…
με Αριθμό Μητρώου 12691
