211service.com
Prisiminimų kūrimas
Nauja genetiškai modifikuotų pelių atmaina leido tyrėjams pirmą kartą tiksliai nustatyti ląstelių ryšius, kurie susiformuoja sukuriant atmintį. Atsekdami baltymą, pažymėtą švytinčia fluorescuojančia žalia spalva, kai jis migruoja per atskirus neuronus iš ląstelės kūno į išsišakojusius dendritus, tyrėjai galėjo tiksliai pamatyti, kurios sinapsės – jungtys su kitais neuronais – buvo įtrauktos, kai pelės išmoko bijoti elektros šoko. .
Stebėkite švytėjimą: Sukūrę peles gaminti fluorescenciniu būdu pažymėtą glutamato receptorių baltymą (parodytą žaliai) aktyviuose neuronuose, mokslininkai galėtų sekti baltymo kelią, kai pelės išmoko bijoti elektros šoko. Neuroninių ląstelių kūnai atrodo mėlynai.
Tai pirmas žingsnis vizualizuojant sinapses, kurios koduoja prisiminimus, sako Steponas Marenas , Neurologijos studijų programos direktorius Mičigano universitetas , kuris tyrime nedalyvavo. Tikrai neturėjome tokio įrankio, kad matytume atminties kodavimą sinapsiniu lygmeniu. Tai jaudinantis popierius.
Kuriame metodus, kurie leidžia sutelkti dėmesį į faktines fizines vietas, kurios keičiasi smegenyse besimokantis, vis geresne skiriamąja geba, sako tyrimo pagrindinis tyrėjas. Markas Mayfordas , ląstelių biologijos docentas Scripso tyrimų institutas .
Neurologai mano, kad tam, kad susiformuotų atmintis, turi būti stiprinami atskiri sinapsiniai ryšiai, reaguojant į atmintį generuojantį dirgiklį. Tikėtina, kad šis sustiprėjimas atsirado dėl to, kad tam tikras baltymų rinkinys migruoja į sinapses tiksliai choreografiniu būdu, tačiau lieka paslaptis, kurie baltymai yra susiję ir kaip jie yra nukreipti į paskirties vietas. Naujasis tyrimas, kuris pasirodo šiandieniniame numeryje Mokslas , yra pirmasis, atsekantis tam tikrą baltymą, kai jis patenka į tam tikras sinapses.
Multimedija
Žiūrėkite švytinčio baltymo, keliaujančio per neuronus, nuotraukas.
Tiriamas baltymas yra glutamato receptorius, neuromediatorius, anksčiau dalyvavęs atminties formavimuose. Tyrėjai sukūrė pelių padermę, kad glutamato receptorius švytėtų žaliai esant ypač specifinėms, manipuliuojamoms aplinkybėms.
Tada genetiškai modifikuotos pelės buvo išmokytos tikėtis elektros smūgio į kojas, kai jos buvo įdėtos į tam tikrą dėžę. Atsiradusi baimė yra labai ilgalaikė, labai tvirta atmintis, sako Mayfordas. Greičiausiai, sako jis, neuronai, suaktyvėję, kai pelės išmoko bijoti dėžutės, buvo atsakingi už aversyvios atminties formavimąsi.
Fluorescenciniu būdu pažymėtas glutamato receptorius buvo modifikuotas taip, kad neuronai jį gamintų tik tada, kai jie taps aktyvūs. Tai leido grupei nustatyti, kurie neuronai prisidėjo prie atminties formavimo, sekdami žalią švytėjimą.
Be to, tyrėjai galėjo visiškai išjungti visą pažymėtą baltymų sistemą, skirdami vaistą doksicikliną. Pelės visą gyvenimą buvo šeriamos doksiciklinu – iki pat mokymosi užduoties ir vėl, kai užduotis buvo baigta. Tokiu būdu pažymėtas baltymas buvo pagamintas tik formuojant šią konkrečią atmintį.
Jūs fiksuojate tik įvykius, susijusius su mokymosi epizodu, sako Craigas Powellas , neurologijos ir psichiatrijos docentas Teksaso universiteto Pietvakarių medicinos centras , kuris tyrime nedalyvavo.
Mayfordo grupė sekė švytintį glutamato receptorių, kai jis migravo per neuronus regione, vadinamame hipokampu, tyrinėdama smegenų pjūvius keliais laiko momentais po mokymosi užduoties. Jie nustatė, kad po to, kai baltymas buvo pagamintas branduolyje, jis iškeliavo į išorę per daugybę šakojančių ląstelės dendritų ir galiausiai nusėdo toli nutolusiose sinapsėse.
Keista, bet baltymas pirmiausia patekdavo į vienos rūšies sinapsę. Sinapsės būna kelių skonių, priklausomai nuo to, ar jas sudaro vadinamieji ploni, stambūs ar grybų spygliai, išsikišę iš ląstelės. Pažymėti glutamato receptoriai pirmiausia migravo į grybų tipo sinapses.
Manau, kad svarbiausias dalykas šiame tyrime yra tai, kad jis rodo, kad tam tikras stuburo tipas gali būti svarbesnis mokymosi ir atminties procesams nei kitų tipų stuburai, sako Powellas.
Receptoriaus pirmenybė grybų tipo sinapsėms rodo, kad bent jau formuojant su baime susijusią atmintį yra specializuota prekybos sistema, nukreipianti sinapsinius baltymus į jų taikinius. Tačiau neaišku, kokia molekuline vėliava mojava sakoma: „Ateik čia ir apsigyvenk mano tipo sinapse“, – sako Maren.
Kita paslaptis – kodėl pažymėtas receptorius dingsta iš sinapsių po 72 valandų, kai atmintis išlieka daug ilgiau. Kiti baltymai ir kitos smegenų sritys beveik neabejotinai dalyvauja formuojant ir palaikant atmintį. Migdolinis kūnas tikriausiai vaidina pagrindinį vaidmenį. Nors hipokampas yra labai svarbus užkoduojant informaciją apie vietą (šiuo atveju dėžutę, kurioje buvo atlikti smūgiai), atrodo, kad migdolinis kūnas susieja šią informaciją su smūgių sukeliama baimės reakcija.
Hipokampas tikriausiai nėra galutinė saugojimo vieta, sako Maren. Jei tikrai norite pamatyti, kur ilgalaikė atmintis buvo užkoduota tokio tipo mokymuisi, tikriausiai norite pažvelgti į migdolinį kūną.
Ankstesniuose migdolinio kūno tyrimuose, naudojant panašiai sukurtas peles, Mayfordo grupė parodė, kad tie patys neuronai aktyvuojami tiek formuojant atmintį, tiek vėliau ją atkuriant. Būsimuose tyrimuose mokslininkai gali pritaikyti naują smulkesnio masto metodą atminties formavimui migdoliniame kūne.
Mayfordas taip pat tikisi panaudoti naują techniką, kad išsiaiškintų tikslią hipokampo užkoduotos atminties, ypač dėžutės atminties, struktūrą. Jis planuoja išsiaiškinti, ar gali išmokyti pelę, kuri niekada nebuvo sukrėsta dėžutės viduje, vis dėlto jos bijoti. Norėdami tai padaryti, jis aktyvuotų hipokampo neuronus, koduojančius dėžutės atmintį, ir tada sukeltų šoką pelei.
Jei eksperimentas bus sėkmingas, jis gali padėti paaiškinti, kaip dėžutė vaizduojama pelės smegenyse. Vienas iš didžiausių neurologijos klausimų, sako Mayfordas, yra tai, ko reikia norint sukurti išorinės aplinkos vaizdą?