Modelarea bazei celulare a memoriei
Această nouă paradigmă permite o imagine mai completă a modului în care funcționează memoria și poate informa cercetarea bolilor precum Parkinson, Alzheimer, stres post-traumatic și dizabilități de învățare.
„Modelele anterioare de memorie s-au bazat pe tipare rapide de activitate”, a spus Terry Sejnowski, Ph.D., titular al catedrei Francis Crick al lui Salk și investigator al Institutului Medical Howard Hughes.
„Noul nostru model de memorie face posibilă integrarea experiențelor în mai multe ore decât în momente.”
În ultimele decenii, neurologii au dezvăluit multe despre modul în care sunt stocate amintirile pe termen lung.
Pentru evenimente semnificative - de exemplu, a fi mușcat de un câine - o serie de proteine sunt realizate rapid în celulele creierului activate pentru a crea noile amintiri. Unele dintre aceste proteine rămân câteva ore în locuri specifice pe neuroni specifici înainte de a se descompune.
Această serie de evenimente biochimice ne permite să ne amintim detalii importante despre acel eveniment - cum ar fi, în cazul mușcăturii câinelui, ce câine, unde a fost localizat, dacă a necesitat o vizită la camera de urgență și așa mai departe.
O problemă pe care oamenii de știință au avut-o cu modelarea stocării memoriei este explicarea de ce sunt amintite cu tărie doar detaliile selective și nu tot ce se află în acea fereastră de o oră până la două ore.
Prin încorporarea datelor din literatura anterioară, Sejnowski și primul autor Cian O'Donnell, Ph.D., cercetător postdoctoral Salk, au dezvoltat un model care leagă descoperirile atât din observațiile moleculare, cât și din cele sistemice ale memoriei, pentru a explica modul în care această oră la două ore. fereastra de memorie funcționează.
O explicație a noului cadru a fost publicată în jurnal Neuron.
Folosind modelarea computațională, O'Donnell și Sejnowski arată că, în ciuda faptului că proteinele sunt disponibile pentru un număr de neuroni într-un circuit dat, amintirile sunt păstrate atunci când evenimentele ulterioare activează aceiași neuroni ca evenimentul original.
Oamenii de știință au descoperit că poziționarea spațială a proteinelor atât la neuroni specifici, cât și la zone specifice din jurul acestor neuroni prezice amintirile înregistrate. Acest cadru de modelare spațială prezice cu succes reținerea memoriei ca o funcție matematică a suprapunerii timpului și a locației.
„Un lucru pe care îl face acest studiu este legarea a ceea ce se întâmplă în formarea memoriei la nivel celular cu nivelul sistemelor”, spune O'Donnell.
„Faptul că intervalul de timp este important a fost deja stabilit; am aflat cum conținutul ar putea determina, de asemenea, dacă amintirile au fost sau nu amintite. Dovedim că un set de idei sunt consistente și suficiente pentru a explica ceva în lumea reală. ”
Noul model oferă, de asemenea, un cadru potențial pentru înțelegerea modului în care sunt procesate generalizările din amintiri în timpul viselor.
Deși încă nu se știu multe despre somn, cercetările sugerează că amintirile importante din zi sunt adesea trecute prin creier, transferate de la depozitarea temporară în hipocamp la stocarea pe termen lung în cortex.
Cercetătorii au observat cea mai mare parte a acestei formări de memorie în somnul care nu visează. Cu toate acestea, se știe puțin despre dacă și cum se face ambalarea sau consolidarea memoriei în timpul viselor.
În noul studiu, modelul lui O'Donnell și Sejnowski sugerează că o anumită reținere a memoriei are loc în timpul viselor.
„În timpul somnului există o reorganizare a memoriei - întăriți unele amintiri și le pierdeți pe cele de care nu mai aveți nevoie”, spune O'Donnell.
„În plus, oamenii învață abstracții în timp ce dorm, dar nu a existat nicio idee despre cum se întâmplă procesele de generalizare la nivel neuronal.”
Prin aplicarea constatărilor lor teoretice privind activitatea de suprapunere în fereastra de o oră până la două ore, au venit cu un model teoretic pentru modul în care procesul de abstractizare a memoriei ar putea funcționa în timpul somnului.
Sursa: Salk Institute
