Ορισμένες αναμνήσεις διαρκούν μια ζωή – και τώρα, οι επιστήμονες αποκάλυψαν ένα είδος μοριακής «κόλλας» που βοηθά αυτές τις μνήμες να παραμείνουν ζωντανές για πάντα.

Οι αναμνήσεις σχηματίζονται όταν συλλογές νευρώνων σε μια περιοχή του εγκεφάλου που ονομάζεται ιππόκαμπος ενεργοποιούνται ως απάντηση σε μια συγκεκριμένη εμπειρία. Κάθε φορά που ανακαλείς αυτήν την εμπειρία, το ίδιο σύνολο κυττάρων ενεργοποιείται. Όταν ένας νευρώνας ενεργοποιεί επανειλημμένα έναν άλλο, η σύνδεση μεταξύ αυτών των νευρώνων ενισχύεται.

Με την πάροδο του χρόνου, αυτή η διαδικασία στον ιππόκαμπο, μαζί με τη σχετική δραστηριότητα σε άλλες περιοχές του εγκεφάλου, παγιώνει μια βραχυπρόθεσμη μνήμη σε μακροπρόθεσμη.

Για τη διατήρηση αυτών των μακροπρόθεσμων αναμνήσεων, τα εγκεφαλικά κύτταρα παράγουν πρωτεΐνες που βοηθούν στην ενίσχυση των συνδέσεων ή συνάψεων μεταξύ των νευρώνων. Μια κρίσιμη πρωτεΐνη είναι το ένζυμο PKMzeta, το οποίο παράγεται συνεχώς από τους νευρώνες. Ωστόσο, ένα εκκρεμές ερώτημα είναι πώς αυτό το ένζυμο «ξέρει» να πηγαίνει στις σωστές συνάψεις για να διασφαλίσει ότι ορισμένες αναμνήσεις θα μείνουν μαζί μας για πάντα.

Σε μια νέα μελέτη, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι βρήκαν την απάντηση: Ένα αφανές μόριο που ονομάζεται KIBRA κολλάει το ένζυμο στις ισχυρές συνάψεις και επίσης καλεί νέο PKMzeta για να αντικαταστήσει το ένζυμο αυτό όταν αυτό αποικοδομείται. Οι ερευνητές δημοσίευσαν τα ευρήματά τους την Τετάρτη (26/06) στο περιοδικό Science Advances.

Προηγούμενες έρευνες σε ανθρώπους έδειξαν ότι διαφορετικές εκδοχές του μορίου KIBRA σχετίζονται με διαφορές στις επιδόσεις της μνήμης, είτε καλύτερες είτε χειρότερες. Το KIBRA ήταν επίσης ήδη γνωστό ότι αλληλεπιδρά με το ένζυμο PKMzeta στον ιππόκαμπο των ποντικών. Έτσι, οι επιστήμονες πίσω από τη νέα μελέτη αποφάσισαν να εμβαθύνουν περισσότερο σε αυτή την αλληλεπίδραση.

Σε εργαστηριακά πειράματα, η ομάδα διερεύνησε αν ο αποκλεισμός της αλληλεπίδρασης μεταξύ KIBRA και PKMzeta επηρέασε την απόδοση των ποντικιών σε τεστ μακροχρόνιας μνήμης. Οι δοκιμασίες αυτές στόχευαν στο να δουν οι επιστήμονες αν τα ποντίκια μπορούσαν να θυμηθούν να αποφύγουν να εισέλθουν σε μια περιοχή στην οποία είχαν προηγουμένως υποστεί ηλεκτροσόκ.

Ο αποκλεισμός της αλληλεπίδρασης μεταξύ KIBRA και PKMzeta μείωσε τη μακροπρόθεσμη χωρική μνήμη των ποντικιών – με άλλα λόγια, την ικανότητά τους να αποφεύγουν τη ζώνη ηλεκτροσόκ.

Διαβασε ακομα

Ξεχνάς; Κι όμως είναι καλό!

Σε ένα ξεχωριστό πείραμα, όταν η αλληλεπίδραση KIBRA-PKMzeta παρέμεινε αδιατάρακτη, η ομάδα διαπίστωσε ότι ακόμη και όταν η PKMzeta αποικοδομήθηκε όπως αναμενόταν, νέα σύμπλοκα KIBRA και PKMzeta σχηματίστηκαν στον ιππόκαμπο. Αυτό, με τη σειρά του, βοήθησε στη διατήρηση της μνήμης των ποντικιών από τη ζώνη σοκ για ένα μήνα.

Προηγούμενη εργασία της ίδιας ομάδας έδειξε ότι αν οι ερευνητές αυξήσουν την ποσότητα της PKMzeta στον εγκέφαλο ενός τρωκτικού, φαίνεται να ενισχύονται οι αδύναμες μακροπρόθεσμες μνήμες που έχουν ξεθωριάσει με την πάροδο του χρόνου. Αυτό αρχικά εξέπληξε τους επιστήμονες, καθώς η ομάδα περίμενε ότι η PKMzeta θα ενίσχυε την ισχύ των συνάψεων τυχαία, αντί να δρα ειδικά σε αυτές που εμπλέκονται στη μακροπρόθεσμη μνήμη.

Αντίθετα, τα νέα ευρήματα υποδηλώνουν ότι η KIBRA δρα σαν «κόλλα», κολλώντας σε αυτές τις ισχυρές συνάψεις και οδηγώντας επίσης την PKMzeta σε αυτές, γεγονός που θα εξηγούσε αυτό το φαινόμενο, δήλωσε η ομάδα.

Η έρευνα βρίσκεται μόλις στα σπάργανα. Ωστόσο, τελικά, μπορεί να είναι δυνατόν κάποια στιγμή να χρησιμοποιηθεί αυτή η γνώση για τη θεραπεία εγκεφαλικών διαταραχών που προκαλούν απώλεια μνήμης, όπως η νόσος Αλτσχάιμερ, δήλωσε ο συν-συγγραφέας της μελέτης André Fenton, καθηγητής νευρολογικής επιστήμης στο Πανεπιστήμιο της Νέας Υόρκης. Τέτοιες θεραπείες θα μπορούσαν να λειτουργήσουν με τη χρήση του KIBRA για την παροχή PKMzeta ή παρόμοιων μορίων στις εξασθενημένες συνάψεις.

Διαβασε ακομα

Αλτσχάιμερ και κληρονομικότητα: Με ποιον γονέα συνδέεται ο μεγαλύτερος κίνδυνος

Ωστόσο, με νευροεκφυλιστικές ασθένειες όπως η νόσος Αλτσχάιμερ, οι καταστάσεις προκαλούν βλάβες και τελικά σκοτώνουν τους νευρώνες στον εγκέφαλο. Αυτό σημαίνει ότι αυτού του είδους η θεραπεία θα μπορούσε θεωρητικά να λειτουργήσει μόνο για όσο χρονικό διάστημα υπάρχουν ακόμη συνάψεις που μπορούν να ενισχυθούν.

Προς το παρόν, χρειάζεται περισσότερη έρευνα για να κατανοήσουμε πώς η αλληλεπίδραση μεταξύ PKMzeta και KIBRA μεταφράζεται στην πραγματικότητα στις εμπειρίες των ανθρώπων σχετικά με τη μνήμη.

«Έχουμε αρκετό δρόμο να διανύσουμε για να μετατρέψουμε την περιγραφή αυτών των μορίων σε αυτό το βιωματικό πράγμα που αγαπάμε – αυτό που αποκαλούμε μνήμη, πεποίθηση, πρόθεση και ούτω καθεξής», δήλωσε ο Fenton.

Με πληροφορίες από Live Science