Kuidas võtmevalk suurendab mälu, õppides täiskasvanu ajus
Valk, mis mängib võtmerolli varases närviarengus, on oluline ka täiskasvanu ajus õppimiseks ja mäluks.
Netriiniks nimetatud valk tugevdab ajurakkude vahelisi seoseid.
Seda näitavad hiljutised uuringud, mida juhtis Kanada McGilli ülikooli õppe- ja uurimisinstituut Montreali Neuroloogia Instituut ja Haigla (The Neuro).
Teadlased teadsid juba, et netriin on hädavajalik loote ja imiku aju arenguks, kus see aitab luua ühendusi ajurakkude või neuronite vahel.
Hiljutised uuringud näitavad, et valk tugevdab ka neid närviühendusi ehk sünapse täiskasvanu aju hipokampuses - piirkonnas, mis on seotud mälu ja õppimisega.
Ajakiri Lahtriaruanded hiljuti avaldas uuringu kohta uurimuse, mille meeskond viis läbi arenenud ja täiskasvanud roti aju rakkudest.
"See oli mõistatus," kommenteerib uuringu vanemautor dr Timothy E. Kennedy, kes juhib The Neuro uurimislaborit, "miks neuronid jätkaksid netriini tootmist täiskasvanu ajus pärast seda, kui kõik ühendused olid juba lapsekingades loodud."
Molekulivõti sünapsi tugevdamiseks
Dr Kennedy sõnul nägid teadlased, et neuron vabastab netriini, kui see muutub aktiivseks. Valk tugevdab ühendust naaber neuroniga, andes neile kahele neuronile märku, et nad "muudaksid sünapsi tugevamaks".
Värske uuring järgib pikka töörühma, mis algas ligi 7 aastakümmet tagasi, kui McGilli ülikooli psühholoogiaprofessor Donald Hebb esitas oma ideed, kuidas aju õpib ja mälestusi loob.
Hiljem omandanud pealkirja Hebbian Theory, tema ideede eesmärk oli selgitada, kuidas närviskeemid kogemuste tulemusena arenevad.
Hebb väitis, et sünaptiliste ühenduste tugevus või nõrkus sõltub sellest, kui sageli neid kasutatakse: mida rohkem neid kasutatakse, seda tugevamaks ja kiiremaks nad muutuvad.
Oma 1949. aasta raamatus Käitumise korraldus: neuropsühholoogiline teooriakirjeldas ta, kuidas ta kujutas ette sünapsi protsessi tugevdamist. Kui üks neuron on piisavalt lähedal teisele ja jätkab selle vallandamist, "toimub ühes kasvuprotsess või metaboolne muutus ühes või mõlemas rakus".
"Me ütleme," selgitab dr Kennedy, "et see uus molekulaarne mehhanism, mille avastasime 69 aastat hiljem, on selle teooria jaoks keskne."
Sünaptilised muutused on mälu, õppimise aluseks
Hebeni juhendamisel The Neuros doktorikraadi omandanud Brenda Milneri murrangulise teose avaldamine 1957. aastal tutvustas ideed, et aju hipokampusel on teatud tüüpi mälus ja õppimisel otsustav roll.
"Kui keedate selle üheks molekuliks," jätkab dr Kennedy, "on netriini reguleeritud vabanemine hädavajalik selliste sünaptiliste muutuste jaoks, mis on aluseks neuroni muutustele, mis on seotud õppimise ja mäluga, milleks Milner oli rääkima."
Ta ja tema kolleegid märkisid ka, et sünapsi tugevdamiseks tuleb netriin vabastada rakuvälisesse ruumi.
See pani neid mõtlema, milliseid täiendavaid võimalusi teiste neuronitega suhtlemiseks võiks see pakkuda.
Geeniuuringud on seostanud netriini seotust ajukoe hävitavate haigustega, sealhulgas amüotroofse lateraalskleroosi, Parkinsoni tõve ja Alzheimeri tõvega. Kuid need ei ole tuvastanud ühtegi alusmehhanismi.
Varem avastamata sihtmärk
Üldiselt edendab töö märgatavalt meie arusaama sellest, kuidas aju mälestusi moodustab ja talletab, ütleb meeskond.
Samuti pakub see "uut, seni avastamata sihtmärki haigustele, mis mõjutavad mälufunktsiooni," ütleb uuringu juhtivautor Stephen Glasgow, The Neuro teadur.
Dr Kennedy soovitab, et ideaalne viis mälu funktsiooni säilitamiseks oleks ravimite omamine, mis on suunatud sünapsi molekulaarsele aktiivsusele.
Värskeimad uuringud täiskasvanu aju kohta on paljastanud palju passiivseid sünaptilisi seoseid. Neil pole midagi halba - nad on lihtsalt "välja lülitatud, nagu lambid", selgitab ta.
Ta oletab, et seal võib olla "sünapsi reservuaar, mida saab kasutada neuronite vaheliste ühenduste tugevuse muutmiseks".
Kui see nii osutub, usuvad ta ja tema kolleegid, et nad on "leidnud molekulaarse mehhanismi nende sünapside sisselülitamiseks".
Selliseid ideid silmas pidades kavatsevad nad nüüd teada saada, mis juhtub neuronitega, kui nad varustavad neid netriiniga või jätavad nad ilma.
"Oleme tuvastanud tohutu narkootikumide sihtmärgi."
Dr Timothy E. Kennedy
