Sekrety pamięci długotrwałej. Czy wiesz, jak twój mózg wybiera wspomnienia?
Nasze mózgi nie zapamiętują wszystkich informacji, lecz wybierają te najważniejsze, a za decyzje o trwałości wspomnień odpowiada złożony mechanizm molekularnych timerów. Naukowcy, wykorzystując technologię VR oraz CRISPR, odkryli, że wybrane cząsteczki i procesy genowe regulują, które wspomnienia zostaną z nami na dłużej, a które szybko ulegną zapomnieniu.
Dlaczego mózg pamięta tylko wybrane informacje? Naukowcy postanowili przyjrzeć się temu zagadnieniu.
Jak mózg decyduje, które wspomnienia zachować?
Codziennie nasze mózgi przekształcają wszystkie informacje, które do nas docierają, a także nasze odczucia i uczucia w trwałe wspomnienia, wzmacniające nasze poczucie własnej wartości i wpływające na sposób, w jaki poruszamy się po świecie. Jednak kwestią przypuszczeń pozostawało to, jak mózg decyduje, które informacje są warte zapamiętania, oraz na jak długo je zachować.
Nowe badania pokazują, że pamięć długotrwała jest kształtowana przez kaskadę molekularnych timerów, które rozwijają się w różnych obszarach mózgu. Naukowcy wykorzystali oparty na wirtualnej rzeczywistości model behawioralny u myszy i odkryli, że pamięć długotrwała jest koordynowana przez kluczowe regulatory, które albo promują wspomnienia w coraz trwalszych formach, albo je degradują aż do momentu ich zapomnienia.
Zidentyfikowano trzy regulatory transkrypcyjne: Camta1 i Tcf4 we wzgórzu oraz Ash1l w przedniej korze obręczy, które nie są niezbędne do początkowego tworzenia wspomnień, ale są kluczowe dla ich podtrzymywania. Zaburzenie Camta1 i Tcf4 zaburzało funkcjonalne połączenia między wzgórzem a korą, prowadząc do utraty pamięci.
Jeśli któryś z tych kroków nie będzie wykonany, pamięć z pewnością zostanie utracona.
- Jest to kluczowe odkrycie, ponieważ wyjaśnia, w jaki sposób dostosowujemy trwałość wspomnień - wyjaśnia Priya Rajasethupathy. - To, co wybieramy, aby zapamiętać, jest procesem ciągłym, a nie jednorazowym przełączeniem.
VR pomaga zrozumieć, jak mózg zachowuje wspomnienia
Autorzy badania stworzyli eksperymentalny model w rzeczywistości wirtualnej, w którym poprzez zmianę częstotliwości, z jaką pewne doświadczenia były proponowane i powtarzane myszom, udało im się zdecydować, które wspomnienia powinny utrwalić się w ich mózgach trwalsze niż inne. Wykorzystali także platformę CRISPR, opartą na technice edycji genów. Dzięki temu narzędziu udało im się wykazać, że usunięcie niektórych cząsteczek wpływa na czas trwania wspomnienia. Co zaskakujące, zaobserwowali również, że każda cząsteczka wpływała na ten czas w różnych skalach czasowych.
Wyniki wskazują, że pamięć długotrwała nie jest utrzymywana za pomocą pojedynczego molekularnego przełącznika włącz/wyłącz, ale przez kaskadę programów regulujących geny, które rozwijają się z czasem i w różnych obszarach mózgu niczym seria molekularnych timerów. Początkowe timery włączają się szybko i równie szybko zanikają, umożliwiając szybkie zapominanie; późniejsze timery działają wolniej, ale tworzą trwalsze wspomnienia.
Odkrycie to może przyczynić się do badań nad chorobami związanymi z utratą pamięci, choć wiele pozostaje do wyjaśnienia: na przykład, co podpowiada mózgowi, które wspomnienia warto pielęgnować, a które zapomnieć?
Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie Nature.
