[ad_1]

در اواخر روز تابستان سال 1953 ، جوانی که به زودی به عنوان بیمار HM شناخته می شود تحت عمل جراحی تجربی قرار گرفت. در تلاش برای درمان تشنجات ناتوان كننده وی ، یك جراح قسمتهایی از مغز وی را از جمله بخشی از ساختاری به نام هیپوكامپ را برداشت. تشنج متوقف شد.

متاسفانه ، برای بیمار HM ، هوا نیز همینطور است. وقتی بعد از عمل از خواب بیدار شد ، دیگر نمی تواند خاطرات طولانی مدت جدیدی ایجاد کند ، اگرچه توانایی های شناختی ، زبان و حافظه کاری کوتاه مدت را نیز در خود حفظ کرده است. وضعیت HM بیمار سرانجام نشان داد که توانایی مغز در ایجاد خاطرات طولانی مدت یک فرایند جداگانه است که به هیپوکامپ بستگی دارد.

دانشمندان کشف کرده اند که در آن مکان خاطرات ایجاد می شود. ولی چگونه آنها ناشناخته مانده بودند.

اکنون ، دانشمندان علوم اعصاب دانشکده پزشکی هاروارد در درک زیست شناسی حافظه طولانی مدت و یافتن راه هایی برای مداخله در صورت بروز کمبود حافظه با افزایش سن یا بیماری ، گام قاطعی برداشته اند.

گزارش در طبیعت در 9 دسامبر ، آنها مکانیزمی را که اخیراً شناسایی شده است ، توصیف کردند که نورونها در موش هیپوکامپ بزرگسالان برای تنظیم سیگنالهایی که از سلولهای عصبی دیگر دریافت می کنند ، در فرایندی که برای تثبیت و بازیابی حافظه حیاتی است ، استفاده می کنند.

این مطالعه توسط لین یاپ ، دانشجوی نوروبیولوژی HMS و مایکل گرینبرگ ، رئیس نوروبیولوژی در انستیتوی بلاواتنیک در HMS انجام شد.

گرینبرگ ، استاد NMS ، ناتان مارش پوزی ، گفت: “حافظه برای همه جنبه های وجود انسان ضروری است. این سوال که چگونه خاطرات مادام العمر را رمزگذاری می کنیم اساسی است و مطالعه ما به قلب این پدیده می رود.” . نوروبیولوژی در HMS و مطالعه توسط نویسنده مربوطه.

محققان خاطرنشان کردند که تجربیات جدید جمعیت کمی از سلولهای عصبی در هیپوکامپ را که بیانگر دو ژن Fos و Scg2 هستند ، فعال می کند. این ژن ها به سلولهای عصبی اجازه می دهند تا ورودیهای به اصطلاح اینترنورون بازدارنده را مشخص کنند ، سلولهایی که تحریک عصبی را سرکوب می کنند. به این ترتیب ، گروههای کوچکی از سلولهای عصبی مختلف می توانند شبکه های دائمی با فعالیت هماهنگ در پاسخ به تجربه تشکیل دهند.

یاپ گفت: “این مکانیسم احتمالاً به نورون ها اجازه می دهد تا بهتر با یکدیگر صحبت كنند ، بنابراین دفعه دیگر كه حافظه احتیاج دارد ، سلول های عصبی همزمانتر فعال می شوند.” “ما معتقدیم که فعال شدن تصادفی این مدار واسطه Fos عملکرد بالقوه ضروری برای تحکیم حافظه ، به عنوان مثال در هنگام خواب ، و همچنین به دست آوردن حافظه در مغز است.”

ارکستراسیون زنجیره ای

برای تشکیل خاطرات ، مغز باید به نوعی یک تجربه را به سلول های عصبی متصل کند ، به طوری که وقتی این سلول های عصبی دوباره فعال می شوند ، تجربه اصلی به یاد می آید. در مطالعه خود ، گرینبرگ ، یاپ و تیم تصمیم گرفتند تا با بررسی ژن Fos این روند را مطالعه کنند.

اولین بار در سال 1986 توسط گرینبرگ و همکارانش در سلولهای عصبی توصیف شد ، Fos در عرض چند دقیقه از فعال سازی عصبی بیان می شود. دانشمندان با استفاده از Fos به عنوان نشانگر فعالیت عصبی اخیر برای شناسایی سلولهای مغزی که عطش ، شکنجه و بسیاری از رفتارهای دیگر را تنظیم می کنند ، از این خاصیت استفاده کردند.

دانشمندان اظهار داشتند که Fos ممکن است نقشی اساسی در یادگیری و حافظه داشته باشد ، اما عملکرد دقیق این ژن برای دهه ها رمز و راز باقی مانده است.

برای تحقیق ، محققان موشها را در معرض محیط جدیدی قرار دادند و سلولهای عصبی هرمی ، سلولهای اصلی هیپوکامپ را مورد بررسی قرار دادند. آنها دریافتند که جمعیت نسبتاً کمیاب سلولهای عصبی پس از قرار گرفتن در معرض تجربه جدید ، Fos را بیان می کنند. آنها سپس از بیان این سلولهای عصبی با استفاده از ابزاری مبتنی بر ویروس که به ناحیه خاصی از هیپوکامپ تحویل داده شده است جلوگیری کرده و سلولهای باقیمانده را دست نخورده باقی می گذارند.

موشهایی که به این روش Fos را مسدود کرده اند ، هنگام ارزیابی در پیچ و خم ، نیاز به یادآوری جزئیات مکانی ، نقص حافظه قابل توجهی را نشان می دهند ، که نشان می دهد این ژن نقش اساسی در تشکیل حافظه دارد.

محققان تفاوت های بین نورون های بیان کننده Fos و آنهایی را که بیان نمی کنند ، بررسی کردند. با استفاده از اپتوژنتیک برای روشن یا خاموش کردن ورودی های مختلف نورون های مجاور ، آنها دریافتند که فعالیت نورون های بیان کننده Fos به شدت تحت تأثیر دو نوع اینترونورون قرار دارد.

نشان داده شده است که نورونهای بیان کننده Fos سیگنالهای افزایش ، کاهش فعالیت یا مهاری را از یک نوع اینترنورون دریافت می کنند و سیگنالهای مهاری را از نوع دیگر کاهش می دهند. این الگوهای سیگنالینگ در نورون ها با بیان Fos مسدود شده از بین می روند.

یاپ گفت: “آنچه در مورد این اینترنورون ها حیاتی است این است که آنها می توانند زمان و تعداد سلولهای عصبی فعال شده با Fos و همچنین زمان شلیک آنها نسبت به سایر نورونهای موجود در زنجیره را تنظیم کنند.” “ما فکر می کنیم که بالاخره ما یک راهنما داریم که چگونه Fos می تواند از فرآیندهای حافظه پشتیبانی کند ، به ویژه با سازماندهی این نوع پلاستیک پذیری زنجیره ای در هیپوکامپ.”

روز را تصور کنید

محققان در ادامه عملکرد Fos را که پروتئین فاکتور رونویسی را تنظیم می کند و ژن های دیگر را تنظیم می کند ، بررسی کردند. آنها برای تعیین ژنهای فعال شده توسط Fos از توالی تک سلولی و صفحات اضافی ژنومی استفاده کردند و دریافتند که یک ژن خاص ، Scg2 نقش مهمی در تنظیم سیگنالهای بازدارنده دارد.

در موشهایی که با آزمایش Scg2 خاموش شده اند ، سلولهای عصبی فعال شده با Fos در هیپوکامپ نقص سیگنالینگ در هر دو نوع اینترنورون نشان داده است. این موش ها همچنین دارای نقص در تتا و ریتم گاما ، خواص مغز هستند که تصور می شود از ویژگی های مهم یادگیری و حافظه است.

مطالعات قبلی نشان داده است که Scg2 یک پروتئین نوروپپتیدی را رمزگذاری می کند که می تواند به چهار شکل جداگانه تجزیه شود و سپس ترشح شود. در مطالعه حاضر ، یاپ و همکارانش دریافتند که به نظر می رسد نورون ها از این نوروپپتیدها برای تنظیم دقیق ورودی هایی که از اینترن نورون ها دریافت می کنند ، استفاده می کنند.

با هم ، آزمایشات این تیم نشان داد که پس از یک تجربه جدید ، گروه کوچکی از سلول های عصبی به طور همزمان Fos را بیان کرده ، Scg2 و نوروپپتیدهای مشتق شده را فعال می کنند تا با فعالیت تنظیم شده توسط نورون ، شبکه ای هماهنگ ایجاد کنند.

گرینبرگ گفت: “وقتی نورون ها پس از تجربه جدید در هیپوکامپ فعال می شوند ، لزوماً از قبل به هیچ وجه خاصی به یکدیگر متصل نیستند.” “اما اینترنرون ها دارای آربرهای آکسونی بسیار گسترده ای هستند ، به این معنی که آنها می توانند به طور همزمان به بسیاری از سلول ها متصل شده و به آنها سیگنال بدهند. این ممکن است راهی باشد که گروه کمیاب از سلول های عصبی می توانند به یکدیگر متصل شوند تا در نهایت حافظه رمزگذاری شود. “

یافته های این مطالعه نشان دهنده یک مکانیسم احتمالی در سطح مولکولی و زنجیره ای برای حافظه طولانی مدت است. آنها نور جدیدی را در زمینه زیست شناسی بنیادی شکل گیری حافظه پرتاب می کنند و به طور گسترده ای در بیماری های اختلال عملکرد حافظه مورد استفاده قرار می گیرند.

با این حال ، محققان متذکر می شوند که اگرچه نتایج گام مهمی در درک ما از عملکرد داخلی حافظه است ، اما بسیاری از س questionsالات در مورد مکانیسم های تازه کشف شده بی پاسخ مانده اند.

گرینبرگ گفت: “ما هنوز پاسخی نداده ایم ، اما اکنون می توانیم بسیاری از مراحل بعدی را که باید انجام شود ، مشاهده کنیم.” “اگر بتوانیم این روند را بهتر درک کنیم ، دسته های جدیدی برای حافظه و نحوه مداخله در هنگام اشتباه وجود دارد ، چه با از دست دادن حافظه مربوط به سن یا اختلالات تخریب عصبی مانند بیماری آلزایمر.”

گرینبرگ افزود: این یافته ها همچنین بیانگر اوج دهه ها تحقیق است ، اگرچه راه های جدیدی را برای تحقیق باز می کند که مطالعه آنها احتمالاً ده ها سال بیشتر طول می کشد.

وی گفت: “من در سال 1986 وارد دانشگاه هاروارد شدم ، درست زمانی كه مقاله من در توصیف كشف اینكه فعالیت عصبی می تواند شامل ژن باشد منتشر شد.” “از آن زمان ، من روزی را تصور می کنم که خواهیم فهمید چگونه ژنهایی مانند Fos می توانند در حافظه طولانی مدت نقش داشته باشند.”

نویسندگان اضافی عبارتند از نوح پیت ، کریستوفر دیویس ، ام. اورل ناگی ، دیوید هارمین ، امیلی گلدن ، اونور داگلیان ، سیندی لین ، استفانی رودولف ، نیکل هارما ، اریک گریفیت و کریستوفر هاروی.

این مطالعه توسط موسسات ملی بهداشت (بورس تحصیلی R01NS028829 ، R01NS115965 ، R01NS089521 ، T32NS007473 و F32NS112455) ، بورس تحصیلی از استوارت HQ و ویکتوریا کوآن ، بورس تحصیلی از بخش هاروارد نوروبیولوژی ، برنامه بورس تحصیلی مورد حمایت قرار گرفت. ، گروهی از گروه مرزهای پل جی آلن به برنامه بنیاد خانواده آل پاول خانواده مشاوره می دهند.

[ad_2]

منبع: hobobat-news.ir