По словам исследователей из Калифорнийского университета в Ирвине, тип белка, имеющего решающее значение для роста клеток мозга во время развития, по-видимому, не менее важен для формирования долговременной памяти. Полученные данные могут привести к лучшему пониманию и лечению когнитивного снижения, связанного с нормальным старением и такими заболеваниями, как болезнь Альцгеймера.
Результаты опубликованы в раннем онлайн-издании Proceedings of the National Academy of Sciences.
"Это исследование представляет убедительные доказательства того, что молекулярный процесс, фундаментальный во время развития, сохраняется у взрослых и используется для формирования памяти," сказал Томас Дж. Карью, Дональд Брен, профессор и заведующий кафедрой нейробиологии и поведения Калифорнийского университета. "Это поразительный пример того, как молекулярные правила, используемые при построении мозга, часто повторно используются для различных целей на протяжении всей жизни."
Исследователи показали, что белки, известные как факторы роста, столь же важны для индукции долговременной памяти, как и для развития центральной нервной системы. Эти факторы роста, такие как нейротрофический фактор мозга (BDNF), связываются с клеткой мозга через рецептор определенного типа, известный как TrkB, почти так же, как ключ вставляется в замок. В качестве экспериментальной стратегии для определения важности BDNF-подобных факторов роста в формировании воспоминаний исследователи использовали "молекулярный трюк" чтобы белки не связывались с соответствующими рецепторами TrkB.
Для эксперимента ученые использовали выловленную в дикой природе аплизию, морскую улитку, которую часто изучают в обучении и памяти из-за ее больших клеток мозга. Аплизия получила серию из пяти ударов хвостом с интервалом в 15 минут. Шок заставляет животных проявлять повышенные рефлексы отмены через несколько дней и недель после окончания шока.
Когда животные подвергаются шоку, в мозгу выделяется химическое вещество, известное как серотонин, которое способствует формированию долговременной памяти, связанной с потрясениями. Однако, когда Кэрью и его коллеги заблокировали взаимодействие между BDNF-подобными факторами роста и рецепторами TrkB, они обнаружили, что одного серотонина недостаточно для сохранения долговременной памяти о шоке. Хотя кратковременная память сохранялась, через 24 часа улитки, которые обычно помнят события предыдущего дня, не помнили потрясений. Кэрью и его коллеги показали, что, когда действие факторов роста было предотвращено, долгосрочное усиление связей между клетками мозга в рефлекторной цепи, обычно вызываемой шоковой терапией, также блокировалось.
"Мы никогда не ожидали, что секреция этих факторов роста в ответ на серотонин будет иметь решающее значение для формирования долговременной памяти в этой системе," Кэрью сказал. "Но очевидно, что без них этого процесса не может быть."
По словам Кэрью, эти открытия могут открыть возможные пути лечения потери памяти. "Это дает нам убедительные подсказки относительно того, что нам следует искать для терапевтических вмешательств," он сказал. "Если мы знаем, что факторы роста важны для долговременной памяти, мы можем рассмотреть возможные лечебные роли, которые они могут играть при таких заболеваниях, как болезнь Альцгеймера и деменция."
Источник: Калифорнийский университет в Ирвине