Cum se formează amintirile de lungă durată în creier
Ajutând-o pe mama ta să facă clătite când aveai trei ani… mergând pe bicicletă fără roți de antrenament… primul tău sărut romantic: Cum ne păstrăm amintiri vii ale unor evenimente de demult? Cercetătorii de la Albert Einstein College of Medicine au găsit explicația.
„Capacitatea de a învăța informații noi și de a le stoca pentru perioade lungi de timp este una dintre cele mai remarcabile caracteristici ale creierului”, a declarat Dr. Robert H. Singer, co-autor corespondent al lucrării. „Am făcut o descoperire surprinzătoare la șoareci în ceea ce privește baza moleculară pentru realizarea acestor amintiri pe termen lung”. Dr. Singer este profesor de biologie celulară și în cadrul Departamentului de Neuroștiințe Dominick P. Purpura, președinte emerit al catedrei de anatomie și biologie structurală și director al Programului de Biologie ARN la Einstein.
Unele aspecte ale bazei celulare a memoriei erau deja cunoscute. Acestea sunt fabricate de neuroni (celule nervoase) și stocate într-o regiune a creierului numită hipocampus. Ele se formează atunci când stimularea neuronală repetată întărește sinapsele – conexiunile dintre celulele nervoase. Proteinele sunt necesare pentru a stabiliza conexiunile sinaptice de lungă durată necesare pentru amintirile pe termen lung. Schițele pentru aceste proteine sunt molecule de ARN mesager (ARNm) care, la rândul lor, sunt transcrise (copiate) din genele asociate memoriei.
„Paradoxul este că este nevoie de o perioadă lungă de timp – câteva ore – pentru a forma o memorie de durată, însă ARNm și proteinele asociate cu producerea proteinelor dispar în mai puțin de o oră”, a declarat Sulagna Das, doctor în științe, primul autor și coautor al lucrării și profesor asistent de cercetare în biologie celulară la Einstein: „Cum se poate așa ceva?”
Pentru a răspunde la această întrebare, echipa de cercetători a dezvoltat un model de șoarece în care au marcat fluorescent toate moleculele de ARNm care curg din Arc, o genă extrem de importantă pentru transformarea activităților noastre și a altor experiențe în amintiri pe termen lung. Cercetătorii au stimulat sinapsele în neuronii din hipocampul șoarecilor și apoi – folosind tehnici de imagistică de înaltă rezoluție pe care le-au dezvoltat – au observat rezultatele în celule nervoase individuale în timp real.
Spre uimirea lor, au observat că un singur stimulent al neuronului a declanșat numeroase cicluri în care gena Arc, care codifică memoria, a produs molecule de ARNm care au fost apoi traduse în proteine Arc care întăresc sinapsele.
„Am văzut că unele dintre moleculele de proteine produse de acel stimul sinaptic inițial se întorc la Arc și o reactivează, inițiind un alt ciclu de formare a ARNm și de producere a proteinelor, urmat de alte câteva”, a explicat Dr. Singer.
„Cu fiecare ciclu, am văzut că se acumulează din ce în ce mai multe proteine pentru a forma „puncte fierbinți” la nivelul sinapsei, care sunt locul în care amintirile sunt cimentate. Descoperisem o buclă de feedback necunoscută până acum, care explica modul în care ARNm și proteinele de scurtă durată pot crea amintiri de lungă durată”, a declarat Dr. Das.
Gândiți-vă la ceea ce implică memorarea unui poem, a sugerat Dr. Singer: „Pentru a crea o memorie de durată este nevoie să citiți poemul în mod repetat și fiecare lectură poate fi considerată ca un stimul intermitent care adaugă proteine care construiesc memoria în sinapsă”.
Dr. Das a remarcat că expresia defectuoasă a genei Arc a fost implicată în dificultățile de memorie la oameni și este legată de tulburări neurologice, inclusiv de tulburarea de spectru autist și de boala Alzheimer: „Ceea ce aflăm despre răspunsul lui Arc la stimularea celulelor nervoase poate oferi informații despre cauzele acestor probleme de sănătate”.
