Kajian Tetikus Memberikan Wawasan tentang Memori

Penyelidikan yang baru muncul menunjukkan bahawa otak kita mengingati peristiwa tertentu melalui perubahan fizikal dalam sinapsis, hubungan kecil antara neuron.

Penyelidik di Universiti Duke dan Institut Neurosains Max Planck Florida mengatakan penemuan mekanisme molekul yang mana perubahan ini berlaku tidak dijangka.

Penyiasat percaya penemuan itu juga dapat menjelaskan bagaimana beberapa penyakit berkembang, termasuk bentuk epilepsi tertentu.

Kajian itu muncul dalam talian dalam jurnal Alam semula jadi.

"Kami mula membuka beberapa misteri yang mendasari pemerolehan memori di otak normal, dan juga bagaimana otak normal diubah menjadi otak epilepsi," kata James McNamara, MD, seorang profesor di jabatan neurobiologi dan neurologi di Duke University.

Ketika kita memperoleh memori baru, hubungan, atau sinapsis, antara set neuron tertentu semakin kuat. Khususnya, hujung penerima sepasang neuron ini - yang terdiri daripada sedikit nubel yang disebut tulang belakang - menjadi sedikit lebih besar.

Para penyelidik telah lama mengesyaki bahawa reseptor otak yang disebut TrkB terlibat dengan pertumbuhan tulang belakang ketika kita belajar, tetapi kajian baru itu mengesahkan bahawa reseptor itu memang penting dan menyelidiki cara kerjanya.

Penyiasat mengatakan teknologi baru memungkinkan penyelidikan itu kerana mereka menggunakan sensor molekul (yang mereka kembangkan) untuk mengesan aktiviti TrkB, dan mikroskop yang memungkinkan mereka untuk memvisualisasikan satu tulang belakang di kawasan tisu otak tikus yang hidup, semuanya dalam waktu nyata.

Kumpulan ini juga dapat menambahkan sejumlah kecil bahan kimia isyarat, glutamat, pada tulang belakang tunggal untuk meniru apa yang berlaku semasa belajar. Ini menyebabkan tulang belakang tumbuh.

"Otak tikus mempunyai sekitar 70 juta neuron, dan kebanyakannya dihiasi dengan ribuan tulang belakang," kata McNamara. "Jadi, untuk dapat membuat model dan mempelajari peristiwa yang terjadi pada tulang belakang tunggal dalam satu neuron adalah luar biasa."

Tanpa reseptor TrkB, pertumbuhan tulang belakang tidak berlaku sebagai tindak balas terhadap bahan kimia isyarat, kumpulan itu mendapati.

Pasukan itu mengesyaki bahawa pemain lain, faktor pertumbuhan neurotropik otak (BDNF), terlibat kerana ia adalah kunci molekul untuk kunci TrkB.

Para saintis mencipta sensor molekul untuk BDNF dan menunjukkan bahawa meniru isyarat yang berkaitan dengan pembelajaran menyebabkan pelepasan BDNF dari akhir sinaps. Ini mengejutkan kerana kebijaksanaan konvensional berpendapat bahawa BDNF hanya dilepaskan dari neuron penghantar, bukan neuron penerima.

Fakta bahawa neuron penerima membuang BDNF ke dalam jurang antara neuron dan juga merasakan bahawa ia "sangat unik, secara biologi," kata penyelidik kanan kanan Ryohei Yasuda. "Satu kemungkinan adalah BDNF mengatur beberapa sel di sekitarnya sekaligus. Kami berminat untuk menindaklanjuti untuk memahami proses yang tepat. "

Walaupun eksperimen dilakukan pada tikus, interaksi antara TrkB dan BDNF kemungkinan penting untuk pembelajaran dan ingatan pada orang, kata McNamara.

Sumber: Duke University / ScienceDaily