جدول المحتويات:

قوة جزيء الذاكرة
قوة جزيء الذاكرة

فيديو: قوة جزيء الذاكرة

Отличия серверных жестких дисков от десктопных
فيديو: قوة التذكر بتطبيق إستراتيجية أبطال العالم في الذاكرة 2023, شهر فبراير
Anonim

أظهر العلماء أنه من الممكن محو ذكريات معينة في الدماغ.

أظهرت دراسة جديدة أجراها باحثون من كلية الطب في جورجيا ومعهد شنغهاي لعلم الجينوم الوظيفي للدماغ أن إنزيمًا يُدعى ألفا كالسيوم / بروتين كيناز 2 المعتمد على الكالمودولين (αCaMKII) [هذا نوع من CaM Kinase] ضروري للتكوين واسترجاع الذكريات. من خلال تغيير مستويات نشاط αCaMKII لفترة وجيزة في مراحل مختلفة من عملية الذاكرة ، تمكنوا من منع نقل الذكريات الجديدة من التخزين على المدى القصير إلى التخزين طويل المدى ومحو ذكريات محددة بشكل انتقائي أثناء استدعائها.

يوجد CaMKII في الدماغ فقط ، ويشكل أكثر من 1٪ من البروتينات في هذا العضو. يبدو أن الإنزيم هو الوسيط الرئيسي للتقوية طويلة المدى (LTP) ، وهي العملية التي يتم من خلالها تقوية الروابط بين الخلايا العصبية ، والتي يُعتقد أنها الأساس الخلوي للتعلم والذاكرة. يتم توصيله بمستقبل NMDA ، المعروف بمشاركته في اللدونة المشبكية ، ويتم تنشيطه بواسطة تيارات الكالسيوم التي تدخل من خلاله. عند التنشيط ، ينفصل CaMKII نفسه عن المستقبل ، ويمضي في تنظيم نشاط عشرات البروتينات في مسارات إشارات متعددة. والنتيجة النهائية هي أن إنزيمًا واحدًا ينظم مجموعة متنوعة من الأنشطة الخلوية الحاسمة.

محو الخوف

لفهم وظيفة αCaMKII بشكل أفضل ، قام عالم الأعصاب Joe Tsien من كلية الطب في جورجيا وزملاؤه بتوليد سلالة من الفئران المعدلة وراثيًا تعبر عن مستويات متزايدة من αCaMKII في الدماغ الأمامي. لكن الفئران لم تعبر عن نسخة قياسية من الإنزيم: فقد صمم العلماء الجزيء بحيث يمكن إيقافه بشكل انتقائي عبر جزيء مثبط لمدة 40 دقيقة في المرة الواحدة.

قام الباحثون بتدريب هذه السلالة من الفئران (مع مجموعة تحكم) في ثلاث مهام مختلفة للذاكرة. عندما تم إجراء اختبارات الاسترجاع بعد ساعة ، وجد أن الفئران ذات مستويات αCaMKII المتزايدة تعاني من ضعف شديد في جميع المهام الثلاث. عندما عولجوا بمثبط αCaMKII قبل 15 دقيقة من اختبارات الاسترجاع ، كان أداؤهم مشابهًا لأداء عناصر التحكم ، مما يشير إلى أن الأداء الضعيف السابق كان بسبب عجز في الاستدعاء وليس اكتساب الذاكرة أو تخزينها.

في مجموعة أخرى من التجارب ، تم إجراء اختبارات الاسترجاع بعد شهر من التدريب. تلك الجينات التي عولجت بمثبط αCaMKII قبل 15 دقيقة من الاسترجاع تتم بشكل طبيعي. ومع ذلك ، عندما تم إعطاء المثبط قبل يومين من التدريب ثم بشكل مستمر لمدة 28 يومًا ، بحيث تمت إزالته قبل يومين من مطالبة الفئران باستعادة الذاكرة ، أظهرت الفئران المعدلة وراثيًا مرة أخرى عجزًا حادًا في الذاكرة. ثم أجبرت الفئران على إجراء اختبارين للتذكر بعد شهر واحد من التدريب ، مع تثبيط نشاط aCaMKII خلال الثاني فقط. إذا كان ضعف الذاكرة ناتجًا عن عجز في التذكر ، فستستعيد الفئران الذكريات بنجاح في التجربة الثانية. من ناحية أخرى ، إذا كانت بسبب محو الذكريات ، فيجب أن تفشل عملية الاسترجاع في كلتا التجربتين. من المؤكد أن الجينات المعدلة وراثيًا التي عولجت بمثبط αCaMKII أثناء التجربة الثانية لا تزال تؤدي أداءً سيئًا للغاية في كلتا التجربتين ، مما يشير إلى أن الذكريات تم محوها في الواقع في وقت الاسترجاع.

أخيرًا ، أظهرت سلسلة من مهام الاسترجاع المتسلسلة أن محو الذاكرة كان انتقائيًا للغاية. تم تدريب الفئران مرة أخرى في اثنتين من مهام الذاكرة الثلاث السابقة ، والتي تضمنت تكييف الخوف. تم وضعهم في غرفة مجزأة وتعرضوا لعدة صدمات كهربائية خفيفة ؛ بعد بضع تجارب ، تعلموا ربط الصدمة بالحجرة التي أعطيت فيها والصوت العالي الذي تم تقديمه مع الصدمات. بعد شهر واحد ، عندما وُضعت مرة أخرى في نفس الجزء من الصندوق ، أبدت الفئران الضابطة سلوكًا خوفًا - تجمدت بسرعة عند عودتها إلى الغرفة - لكن الجينات المعدلة لم تفعل.

في وقت لاحق ، خارج الغرفة ، تم تزويد الحيوانات بالصوت الذي تعلمته سابقًا لربطه بصدمة كهربائية. هذه المرة ، فإن تلك الجينات التي عولجت بمثبط αCaMKII قبل 15 دقيقة من اختبار الاسترجاع تصرفت تمامًا مثل عناصر التحكم - فقد تجمدت عندما سمعت الصوت. تشير هذه النتيجة إلى أنه على الرغم من محو ذاكرة الخوف من الصندوق ، إلا أنهم ما زالوا قادرين على تذكر الاتصال بين الصدمة الكهربائية والصوت. تم العثور أيضًا على محو الذاكرة يحدث بسرعة كبيرة. في جميع اختبارات الاسترجاع ، كان أداء الجينات المعدلة وراثيًا جيدًا في البداية خلال الدقيقة الأولى من الاختبار ، لكن ذاكرة الارتباط سرعان ما تلاشت ، لذلك نما الأداء بشكل تدريجي بعد دقائق.

علاج لاضطراب ما بعد الصدمة؟.

تُظهر هذه الدراسة أن αCaMKII ضروري للذاكرة قصيرة المدى وطويلة المدى ، وأن كلا النوعين من الذاكرة يشتركان في نفس الآليات الجزيئية. يُعتقد أن ذكريات الخوف السياقية والملموسة التي تم فحصها في الدراسة مشفرة عن طريق الدوائر العصبية المتداخلة ، لذلك يبدو أن محو الذاكرة الانتقائي يحدث في مجموعات فرعية محددة من نقاط الاشتباك العصبي داخل تلك الدوائر ، لأن الباحثين تمكنوا من محو إحدى هذه الذكريات أثناء تجنيب الآخر.

من الناحية النظرية ، قد تكون مثبطات αCaMKII مفيدة كعلاج لحالات مثل اضطراب ما بعد الصدمة (PTSD) ، حيث لا يستطيع الناس نسيان الذكريات المؤلمة. (فيلم Eternal Sunshine of the Spotless Mind ، على سبيل المثال ، تخيل سيناريو يمكن فيه للناس محو الذكريات بشكل انتقائي.) على الرغم من ذلك ، من الناحية العملية ، هناك صعوبات هائلة في تطوير مثل هذه المركبات لاستخدامها في البشر ، وأي علاج من هذا القبيل من شأنه أن تثير القضية أسئلة أخلاقية جادة. ومع ذلك ، تمثل هذه الورقة تقدمًا مهمًا في فهم كيفية قدرة المسارات الكيميائية في الدماغ على ترميز الأحداث والتجارب واسترجاعها.

هل انت عالم؟ هل قرأت مؤخرًا ورقة تمت مراجعتها من قبل الزملاء وتريد الكتابة عنها؟ ثم اتصل بمحرر Mind Matters Jonah Lehrer ، كاتب العلوم وراء مدونة The Frontal Cortex وكتاب Proust كان عالم أعصاب.

شعبية حسب الموضوع