Memodelkan Asas Selular Memori
Paradigma baru ini membolehkan gambaran yang lebih lengkap mengenai bagaimana memori berfungsi dan dapat memberitahu penyelidikan mengenai gangguan seperti Parkinson, Alzheimer, tekanan pasca-trauma, dan masalah pembelajaran.
"Model memori sebelumnya didasarkan pada corak aktiviti pantas," kata Terry Sejnowski, Ph.D., pemegang Kerusi Francis Crick Salk dan Penyelidik Institut Perubatan Howard Hughes.
"Model memori baru kami memungkinkan untuk mengintegrasikan pengalaman selama berjam-jam dan bukan saat-saat."
Sejak beberapa dekad kebelakangan ini, para saintis saraf telah banyak mendedahkan tentang bagaimana kenangan jangka panjang disimpan.
Untuk peristiwa penting - misalnya, digigit anjing - sejumlah protein dibuat dengan cepat dalam sel otak yang diaktifkan untuk mencipta kenangan baru. Sebilangan protein ini berlanjutan selama beberapa jam di tempat-tempat tertentu pada neuron tertentu sebelum mogok.
Rangkaian peristiwa biokimia ini membolehkan kita mengingati perincian penting mengenai peristiwa itu - seperti, jika berlaku gigitan anjing, anjing mana, di mana ia berada, jika memerlukan lawatan bilik kecemasan, dan sebagainya.
Satu masalah yang dihadapi para saintis dengan pemodelan penyimpanan memori adalah menjelaskan mengapa hanya butiran selektif dan tidak semua perkara dalam tetingkap satu hingga dua jam itu sangat diingati.
Dengan memasukkan data dari literatur sebelumnya, Sejnowski dan pengarang pertama Cian O'Donnell, Ph.D., seorang penyelidik pasca doktoral Salk, mengembangkan model yang menjembatani penemuan dari kedua-dua pemerhatian memori dan molekul dan sistem untuk menjelaskan bagaimana ini satu hingga dua jam tetingkap memori berfungsi.
Penjelasan mengenai kerangka baru telah diterbitkan dalam jurnal Neuron.
Dengan menggunakan pemodelan komputasi, O'Donnell dan Sejnowski menunjukkan bahawa, walaupun protein tersedia untuk sejumlah neuron dalam litar tertentu, kenangan akan dipertahankan ketika peristiwa berikutnya mengaktifkan neuron yang sama dengan kejadian semula.
Para saintis mendapati bahawa kedudukan spasial protein di kedua-dua neuron tertentu dan di kawasan tertentu di sekitar neuron ini meramalkan kenangan mana yang direkodkan. Kerangka corak spasial ini berjaya meramalkan pengekalan memori sebagai fungsi matematik pertindihan masa dan lokasi.
"Satu perkara yang dilakukan oleh kajian ini adalah menghubungkan apa yang menggembirakan dalam pembentukan memori di peringkat sel ke tahap sistem," kata O'Donnell.
"Jangka waktu itu penting sudah ditentukan; kami mengetahui bagaimana kandungannya juga dapat menentukan sama ada kenangan dikenang atau tidak. Kami membuktikan bahawa satu set idea konsisten dan mencukupi untuk menjelaskan sesuatu di dunia nyata. "
Model baru ini juga menyediakan kerangka yang berpotensi untuk memahami bagaimana generalisasi dari kenangan diproses semasa mimpi.
Walaupun banyak yang masih belum diketahui mengenai tidur, penyelidikan menunjukkan bahawa kenangan penting dari hari itu sering dikelilingi otak, dialihkan dari penyimpanan sementara di hippocampus ke penyimpanan jangka panjang di korteks.
Penyelidik memerhatikan sebahagian besar pembentukan ingatan ini dalam tidur yang tidak bermimpi. Walau bagaimanapun, tidak banyak yang diketahui mengenai bagaimana dan bagaimana pembungkusan memori atau penyatuan dilakukan semasa impian.
Dalam kajian baru, model O'Donnell dan Sejnowski menunjukkan bahawa beberapa pengekalan ingatan berlaku semasa mimpi.
"Semasa tidur terdapat penyusunan semula memori - anda menguatkan beberapa kenangan dan kehilangan yang tidak anda perlukan lagi," kata O'Donnell.
"Selain itu, orang belajar abstraksi ketika mereka tidur, tetapi tidak ada idea bagaimana proses generalisasi terjadi pada tingkat saraf."
Dengan mengaplikasikan penemuan teoritis mereka mengenai aktiviti tumpang tindih dalam jangka masa satu hingga dua jam, mereka membuat model teori bagaimana proses pengambilan ingatan mungkin berfungsi semasa tidur.
Sumber: Institut Salk
