Как ключевой белок улучшает память, обучение в мозгу взрослого человека
Белок, который играет ключевую роль в раннем нервном развитии, также важен для обучения и памяти в мозге взрослого человека.
Белок, называемый нетрин, укрепляет связи между клетками мозга.
Это согласно недавнему исследованию, проведенному Монреальским неврологическим институтом и больницей (The Neuro), учебно-исследовательским институтом Университета Макгилла в Канаде.
Ученые уже знали, что нетрин необходим для развития мозга эмбриона и младенца, где он помогает устанавливать связи между клетками мозга или нейронами.
Недавнее исследование показало, что белок также укрепляет нейронные связи или синапсы в гиппокампе мозга взрослого человека - области, которая участвует в памяти и обучении.
Журнал Отчеты по ячейкам недавно опубликовала статью об исследовании, которое команда провела на клетках мозга развивающихся и взрослых крыс.
«Это было загадкой, - комментирует старший автор исследования доктор Тимоти Кеннеди, который руководит исследовательской лабораторией в The Neuro, - почему нейроны продолжали вырабатывать нетрин в мозгу взрослого человека после того, как все связи были установлены в младенчестве».
Молекулярный ключ для усиления синапсов
По словам доктора Кеннеди, ученые увидели, что нейрон выделяет нетрин, когда становится активным. Белок усиливает связь с соседним нейроном, давая сигнал двум нейронам «сделать синапс сильнее».
Недавнее исследование следует за продолжительной работой, которая началась почти 7 десятилетий назад, когда Дональд Хебб, профессор психологии в Университете Макгилла, предложил свои идеи о том, как мозг учится и создает воспоминания.
То, что позже получило название «теория Хебба», его идеи были направлены на объяснение того, как нейронные цепи развиваются в результате опыта.
Хебб утверждал, что сила или слабость синаптических связей зависит от того, как часто они используются: чем больше они используются, тем сильнее и быстрее они становятся.
В своей книге 1949 года Организация поведения: нейропсихологическая теория, он описал, как он представлял себе процесс укрепления синапсов. Когда один нейрон находится достаточно близко к другому и продолжает активировать его, «в одной или обеих клетках происходит некоторый процесс роста или метаболические изменения».
«Мы говорим, - объясняет доктор Кеннеди, - что этот новый молекулярный механизм, который мы обнаружили 69 лет спустя, является центральным в этой теории».
Синаптические изменения лежат в основе памяти, обучения
Это была публикация в 1957 году новаторской статьи Бренды Милнер, которая защитила докторскую степень в Neuro под руководством Хебба, которая представила идею о том, что гиппокамп мозга играет решающую роль в некоторых типах памяти и обучения.
«Если свести все к одной молекуле, - продолжает доктор Кеннеди, - регулируемое высвобождение нетрина необходимо для синаптических изменений, которые лежат в основе изменений в нейроне, участвующих в обучении и памяти, чем был Милнер. говоря о."
Он и его коллеги также заметили, что для укрепления синапсов нетрин должен быть выпущен во «внеклеточное пространство».
Это заставило их задуматься, какие дополнительные возможности для взаимодействия с другими нейронами это может предоставить.
Исследования генов показали, что нетрин участвует в заболеваниях, разрушающих ткань мозга, включая боковой амиотрофический склероз, болезнь Паркинсона и болезнь Альцгеймера. Однако они не выявили никаких основных механизмов.
«Ранее неоткрытая цель»
В целом, эта работа значительно продвинула наше понимание того, как мозг формирует и хранит воспоминания, говорит команда.
Он также «предлагает новую, ранее не обнаруженную цель для заболеваний, которые влияют на функцию памяти», - говорит ведущий автор исследования Стивен Глазго, научный сотрудник The Neuro.
Доктор Кеннеди предполагает, что идеальный способ сохранить функцию памяти - это иметь лекарства, нацеленные на молекулярную активность синапсов.
Недавние исследования мозга взрослого человека выявили множество неактивных синаптических связей. В них нет ничего плохого - они просто «выключены, как лампочки», - поясняет он.
Он предполагает, что может существовать «резервуар синапсов, который можно использовать для изменения силы связей между нейронами».
Если это окажется так, он и его коллеги полагают, что они «нашли молекулярный механизм для включения этих синапсов».
Имея в виду такие идеи, они теперь планируют выяснить, что происходит с нейронами, когда они снабжают их или лишают их нетрина.
«Мы определили огромную цель для наркотиков».
Д-р Тимоти Э. Кеннеди
