Vedci skúmali, ako mozog oddeľuje prchavé okamihy od trvalých spomienok prostredníctvom viacstupňového molekulárneho procesu.
Ktoré vnemy sa uložia do dlhodobej pamäti? Zdroj: iStock.com/Maxim Basinski
Nie všetky naše spomienky majú rovnakú váhu. Niektoré skúsenosti si pamätáme bez vynaloženia veľkej námahy, iné sa takmer okamžite vytratia, zanechajúc len nebadateľnú stopu. Čo sa teda ukrýva za procesom, v ktorom sa niektoré informácie dostanú do dlhodobej pamäti, kým iné upadnú do zabudnutia? Je za tým konkrétny okamih alebo sú za tým systémy, ktoré rozhodnú o osude našich spomienok?
Podľa štúdie, uverejnenej v časopise Nature, sú v procese uchovania spomienky dôležité skúsenosť a načasovanie. Vedci výskumom hipokampu, talamu a kortexu zistili, že nejde o jediný krok, v ktorom sa z krátkodobej spomienky stáva trvalá spomienka, ale že je za tým celý rad molekulárnych „časovačov“. Aktivujú sa jeden po druhom a postupne určujú, ktoré vnemy sa uložia do dlhodobej pamäti. „To, čo sa rozhodneme si zapamätať, je skôr neustále sa vyvíjajúci proces ako len jednorazové stlačenie spínača,“ uviedla Priya Rajasethupathyová, vedúca v Skoler Horbach Family Laboratory of Neural Dynamics and Cognition v tlačovej správe.
Ukladanie do dlhodobej pamäti
Neuroveda rozlišuje krátkodobú a dlhodobú pamäť. Všetky spomienky neprechádzajú z krátkodobej do dlhodobej pamäti. Aby spomienka prešla z jedného typu pamäti do druhého, musí byť aktívny hipokampus, ktorý zabezpečuje krátkodobé ukladanie spomienok. Pri dostatočnom počte opakovaní alebo pri relevantnosti sa spomienky presúvajú do kortexu, mozgovej kôry, kde sa uložia.
Prečo však niektoré dlhodobé spomienky miznú rýchlo, kým iné sa v pamäti udržia celé desaťročia? V roku 2023 v Skoler Horbach Family Laboratory of Neural Dynamics and Cognition identifikovali chýbajúci dielik. Bola ním talamická dráha, ktorá filtruje, ktoré spomienky sa presúvajú do dlhodobej pamäti, a smeruje ich do kôry.
Vedcom sa tak vynorila ďalšia otázka. Čo rozhoduje o tom, či sa spomienka po opustení hipokampu uloží do dlhodobej pamäti?
Molekulárne časovače pamäti
Výskum prebiehal na laboratórnych myšiach. Aby mohli vedci sledovať, ako spomienky dozrievajú, použili zariadenie s virtuálnou realitou, ktoré myšiam umožňovalo navštevovať určité prostredia častejšie ako iné. Toto opakovanie vytvorilo merateľné rozdiely v tom, ako silno sa každý kontext uložil do pamäti. Tím následne pomocou metódy založenej na CRISPR deaktivoval špecifické gény v talame a kôre, aby otestoval, ktoré molekulárne programy určujú, ako dlho spomienka pretrvá.
Výsledky odhalili skôr postupnú sekvenciu ako jediný mechanizmus. Camta1, aktívny v ranom štádiu v talame, stabilizoval nové spomienky v najzraniteľnejšej fáze. Tcf4, tiež v talame, posilňoval spojenia s kôrou mozgu v priebehu dozrievania spomienok. Ash1l, regulátor pôsobiaci neskôr v kôre mozgu, spúšťal prestavbu chromatínu, čo pomohlo premeniť krehkú stopu na niečo trvalejšie. Narušenie akejkoľvek časti tejto sekvencie spomienky nevymazalo. Spôsobilo len to, že rýchlejšie vybledli.
„Myslíme si, že ak spomienky nepresuniete na tieto časovače, ste predurčení na to, aby ste ich rýchlo zabudli,“ uviedla Rajasethupathyová.
Proteín Ash1l tiež prepojil konsolidáciu pamäti s inými biologickými systémami. Patrí do rodiny proteínov, ktoré sú známe tým, že uchovávajú dlhodobú bunkovú pamäť v imunitnom systéme a počas vývoja.
„V imunitnom systéme tieto molekuly pomáhajú telu zapamätať si prekonané infekcie, počas vývoja tie isté molekuly pomáhajú bunkám zapamätať si, že sa stali neurónmi alebo svalmi, a dlhodobo si túto identitu pomáhajú zachovať,“ uviedla Rajasethupathyová. „Mozog možno využíva tieto všadeprítomné formy bunkovej pamäti na podporu kognitívnych spomienok.“
Pomoc pri poruchách pamäti
Práca vedcov môže pomôcť pri budúcich spôsoboch liečby porúch pamäti a potenciálne môže umožniť presmerovanie spomienok prostredníctvom zdravých obvodov v prípade, že sú ostatné poškodené.
„Ak poznáme druhú a tretiu oblasť, ktoré sú dôležité pre konsolidáciu pamäti, a v prvej oblasti nám odumierajú neuróny, možno budeme môcť poškodenú oblasť obísť a nechať zdravé časti mozgu, aby túto úlohu prevzali,“ uviedla Rajasethupathyová.
Zdroj: Discover Magazine, EurekAlert
(zh)
