Κάθε μέρα, ο εγκέφαλός μας μετατρέπει στιγμιαίες εντυπώσεις, σκέψεις και επώδυνες εμπειρίες σε ανθεκτικές αναμνήσεις. Αυτές οι αναμνήσεις διαμορφώνουν την ταυτότητά μας και επηρεάζουν την αντίληψή μας για τον κόσμο. Αλλά πώς αποφασίζει ο εγκέφαλος ποιες πληροφορίες είναι σημαντικές να κρατήσει – και για πόσο;
Μια πρόσφατη μελέτη αποκαλύπτει πως η μακροπρόθεσμη μνήμη διαμορφώνεται μέσω μοριακών χρονομέτρων που ενεργοποιούνται σε διάφορες περιοχές του εγκεφάλου. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μοντέλο εικονικής πραγματικότητας με ποντίκια και εντόπισαν ότι ο συντονισμός της μακροπρόθεσμης μνήμης καθορίζεται από ρυθμιστές που είτε ενισχύουν μια μνήμη σε μακροχρόνια μορφή είτε την αποδυναμώνουν μέχρι να ξεχαστεί.
Τα αποτελέσματα δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό Nature, υποδεικνύοντας τη σημασία πολλών εγκεφαλικών περιοχών στη διαδικασία αναδιοργάνωσης των αναμνήσεων, ώστε να γίνουν πιο ανθεκτικές χρησιμοποιώντας «πύλες» που αξιολογούν τη σημασία των εμπειριών.
«Αυτή είναι μια σημαντική ανακάλυψη, γιατί μας εξηγεί πώς ρυθμίζουμε τη διάρκεια των αναμνήσεών μας», δηλώνει η Πρίγια Ρατζασεθουπάτι, επικεφαλής του Skoler Horbach Family Laboratory of Neural Dynamics and Cognition. «Η επιλογή των αναμνήσεων είναι μια συνεχής διαδικασία, όχι απλά το γύρισμα ενός διακόπτη» προσθέτει.
Η ανθεκτικότητα της μνήμης
Η έρευνα για τη μνήμη έχει εστιαστεί κυρίως σε δύο περιοχές: τον ιππόκαμπο, όπου σχηματίζονται οι βραχυπρόθεσμες μνήμες, και τον φλοιό, που θεωρείται η «αποθήκη» της μακροπρόθεσμης μνήμης.
«Τα παραδοσιακά μοντέλα μνήμης βασίζονται σε μόρια που λειτουργούν ως διακόπτες», αναφέρει η ερευνήτρια. Δηλαδή, εάν μια βραχυπρόθεσμη μνήμη έχει χαρακτηριστεί για μακροχρόνια αποθήκευση, θεωρείται ότι θα παραμείνει στάσιμη. Ωστόσο, αυτό το μοντέλο είναι υπερβολικά απλοποιημένο και δεν εξηγεί γιατί ορισμένες μνήμες διαρκούν εβδομάδες και άλλες ολόκληρη ζωή.
Το 2023, η Ρατζασεθουπάτι και η ομάδα της ανακάλυψαν μια νευρωνική οδό που συνδέει τις βραχυπρόθεσμες με τις μακροπρόθεσμες μνήμες. Ο θάλαμος διαδραματίζει κομβικό ρόλο στην επιλογή των αναμνήσεων και στη μεταφορά τους προς τον φλοιό για μακροχρόνια αποθήκευση, αναδεικνύοντας ένα θεμελιώδες ερώτημα στη νευροεπιστήμη: Τι συμβαίνει με τις μνήμες που ξεφεύγουν από τη βραχυπρόθεσμη αποθήκευση στον ιππόκαμπο;
Για να το ανακαλύψουν, η ομάδα δημιούργησε ένα μοντέλο συμπεριφοράς με εικονική πραγματικότητα, όπου τα ποντίκια σχημάτισαν συγκεκριμένες αναμνήσεις.
«Η Άντρεα Τερσέρος, μεταδιδακτορική ερευνήτρια στο εργαστήριό μου, ανέπτυξε αυτό το μοντέλο», αναφέρει η ερευνήτρια. «Με την επανάληψη εμπειριών, καταφέραμε να ενισχύσουμε ορισμένες αναμνήσεις συγκριτικά με άλλες. Εξετάσαμε στη συνέχεια τον εγκέφαλο για τους μηχανισμούς που διευθέτησαν τη μνήμη», προσθέτει.
Αλλά αυτή η σύνδεση δεν αρκούσε. Για να αποδείξουν την αιτιώδη σχέση, η επικεφαλής της μελέτης, Σελίν Τσεν, χρησιμοποίησε μια πλατφόρμα CRISPR για τροποποίηση γονιδίων στον θάλαμο και τον φλοιό, αποδεικνύοντας έτσι ότι η αφαίρεση συγκεκριμένων μορίων επηρεάζει τη διάρκεια της μνήμης.
Προγραμματισμένη εισαγωγή
Η μελέτη επιβεβαιώνει ότι η μακροπρόθεσμη μνήμη δεν εδράζεται σε έναν μόνο μοριακό «διακόπτη», αλλά σε μια σειρά γονιδιακών ρυθμίσεων που ενεργοποιούνται ανά διαστήματα και σε διαφορετικές περιοχές του εγκεφάλου. Τα αρχικά χρονομέτρα ενεργοποιούνται γρήγορα, επιτρέποντας ταχεία λήθη, ενώ τα μεταγενέστερα απαιτούν περισσότερο χρόνο αλλά ενισχύουν τις μνήμες.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν την επανάληψη ως δείκτη σπουδαιότητας, συγκρίνοντας αναμνήσεις από συχνά επαναλαμβανόμενες εμπειρίες με εκείνες που διαρκούν λιγότερο. Εντόπισαν τρεις μεταγραφικούς ρυθμιστές: τους Camta1 και Tcf4 στον θάλαμο και τον Ash1l στον πρόσθιο φλοιό του προσαγωγίου. Ενώ δεν είναι απαραίτητοι για το σχηματισμό αρχικών μνημών, είναι κρίσιμοι για τη διατήρησή τους. Η διακοπή του Camta1 και Tcf4 προκάλεσε απώλεια μνήμης.
Η ερευνητική ομάδα πιστεύει ότι μόλις σχηματιστεί η μνήμη στον ιππόκαμπο, το Camta1 διασφαλίζει τη βραχυπρόθεσμη σταθεροποίηση, ενώ, με την πάροδο του χρόνου, ενεργοποιείται το Tcf4, παρέχοντας κυτταρική συνοχή. Τέλος, το Ash1l συμμετέχει στην αναδιαμόρφωση χρωματίνης που ενισχύει μακροπροθέσμως τη μνήμη.
«Αν οι μνήμες δεν περάσουν από αυτά τα στάδια, πιστεύουμε ότι είναι προγραμματισμένες να ξεχαστούν γρήγορα», εξηγεί η Ρατζασεθουπάτι.
Η Ash1l ανήκει σε οικογένεια πρωτεϊνών που διατηρούν τη μνήμη σε άλλα βιολογικά συστήματα. «Στο ανοσοποιητικό σύστημα, αυτές οι πρωτεΐνες βοηθούν το σώμα να θυμάται παλιές λοιμώξεις», συμπληρώνει η ερευνήτρια.
Νευροεκφυλιστικές ασθένειες
Τα ευρήματα ενδέχεται να έχουν σημαντικές εφαρμογές στην κατανόηση παθήσεων που σχετίζονται με τη μνήμη. Η Ρατζασεθουπάτι αναφέρει ότι αν εντοπίσουμε τα γονιδιακά προγράμματα που υποστηρίζουν τη μνήμη, ίσως βρούμε τρόπους να «αναβιώσουμε» μνήμες μέσω εναλλασσόμενων κυκλωμάτων σε περιπτώσεις όπως η νόσος Αλτσχάιμερ.
«Εάν γνωρίζουμε ποιες περιοχές είναι κρίσιμες για τη σταθεροποίηση της μνήμης, μπορούμε ίσως να αφήσουμε τις υγιείς περιοχές να αναλάβουν τον έλεγχο», προσθέτει.
Η ερευνητική ομάδα θα συνεχίσει να εξετάζει πώς ενεργοποιούνται οι διάφοροι μοριακοί ρυθμιστές και ποιοι παράγοντες καθορίζουν τη διάρκεια των μνημών. Δίνεται ιδιαίτερη σημασία στον θάλαμο, κρίσιμο κόμβο λήψης αποφάσεων στη διαδικασία αυτή.
«Σκοπεύουμε να κατανοήσουμε τη ζωή των μνημών πέρα από τον αρχικό τους σχηματισμό», καταλήγει η Ρατζασεθουπάτι.
Διαβάστε επίσης: Επιστήμονες μέτρησαν την ακριβή ταχύτητα της ανθρώπινης σκέψης.
ΠΗΓΗ: Neuroscience News
