Et protein som spiller en nøkkelrolle i tidlig nevral utvikling er også viktig for læring og hukommelse i den voksne hjernen.
Et protein kalt netrin kan øke læring og hukommelse ved å styrke nevrale forbindelser i den voksne hjernen.
Proteinet kalt netrin styrker forbindelsene mellom hjerneceller.
Dette er i følge fersk forskning ledet av Montreal Neurological Institute and Hospital (The Neuro) et lærer- og forskningsinstitutt ved McGill University i Canada.
Forskere visste allerede at netrin er viktig for utviklingen av den embryonale og spedbarnshjerne hvor det hjelper med å lage forbindelser mellom hjerneceller eller nevroner.
Den nylige forskningen avslører at proteinet også styrker nevrale forbindelser eller synapser i den voksne hjernens hippocampus et område som er involvert i hukommelse og læring.
Tidsskriftet Cell Reports publiserte nylig en artikkel om studien som teamet gjennomførte på celler fra utviklende og voksne hjerner fra rotter.
«Det var et mysterium» kommenterer forfatteren av seniorstudien Dr. Timothy E. Kennedy som driver et forskningslaboratorium på The Neuro «hvorfor nevroner ville fortsette å lage netrin i den voksne hjernen etter at alle forbindelsene allerede hadde blitt gjort i spedbarnsalderen.»
Molekyløkkel for synapse-styrking
I følge Dr. Kennedy så forskerne at en nevron frigjør netrin når den blir aktiv. Proteinet styrker forbindelsen til et nærliggende nevron ved å signalisere de to nevronene for å «gjøre synapsen sterkere.»
Den nylige studien følger et langt arbeidstog som startet for nesten syv tiår siden da Donald Hebb en psykologiprofessor ved McGill University foreslo sine ideer om hvordan hjernen lærer og lager minner.
Det som senere skaffet tittelen Hebbian Theory hadde ideene hans for å forklare hvordan nevrale kretsløp utvikler seg som et resultat av erfaring.
Hebb hevdet at styrken eller svakheten ved synaptiske forbindelser avhenger av hvor ofte de brukes: jo mer de blir brukt jo sterkere og raskere blir de.
I sin bok fra 1949 The Organization of Behaviour: A Neuropsychological Theory beskrev han hvordan han forestilte seg prosessen med synapestyrking. Når en nevron er nær nok til en annen og fortsetter å skyte den «skjer en eller annen vekstprosess eller metabolsk endring i en eller begge celler.»
«Vi sier» forklarer Dr. Kennedy «at denne nye molekylære mekanismen som vi oppdaget 69 år senere er sentral i denne teorien.»
Synaptiske endringer ligger til grunn for hukommelse læring
Det var publiseringen i 1957 av et banebrytende papir av Brenda Milner som fullførte en doktorgrad ved The Neuro under Hebbs veiledning som introduserte ideen om at hjernens hippocampus spiller en avgjørende rolle i noen typer minne og læring.
«Hvis du koker det ned til ett molekyl» fortsetter Dr. Kennedy «er den regulerte frigjøringen av netrin viktig for den type synaptiske endringer som ligger til grunn for endringene i nevronen som er involvert i læring og hukommelse og det var det Milner var snakker om.»
Han og kollegene observerte også at netrin må frigjøres til «ekstracellulær plass» for å styrke synapsen.
Dette fikk dem til å lure på hvilke ytterligere muligheter til å samhandle med andre nevroner dette kan gi.
Genstudier har involvert netrin involvering i sykdommer som ødelegger hjernevev inkludert amyotrofisk lateral sklerose Parkinsons sykdom og Alzheimers sykdom. Disse har imidlertid ikke identifisert noen underliggende mekanismer.
«Tidligere uoppdaget mål»
Totalt sett fremmer arbeidet markant vår forståelse av hvordan hjernen danner og lagrer minner sier teamet.
Den tilbyr også et nytt tidligere uoppdaget mål for sykdommer som påvirker hukommelsesfunksjonen sier forfatterstudent Stephen Glasgow forskningsassistent ved The Neuro.
Dr. Kennedy antyder at en ideell måte å bevare minnefunksjonen ville være å ha medisiner som er målrettet mot molekylær aktivitet ved synapser.
Nyere studier av den voksne hjernen har avdekket mange inaktive synaptiske forbindelser. Det er ingenting galt med dem-de er bare «slått av som lyspærer» forklarer han.
Han spekulerer i at det kan være «et reservoar av synapser som kan brukes til å endre styrken på forbindelsene mellom nevroner.»
Hvis det viser seg å være tilfelle tror han og kollegene at de «har funnet en molekylær mekanisme for å slå på disse synapsen.»
Med slike ideer i bakhodet planlegger de nå å finne ut hva som skjer med nevroner når de forsyner eller fratar dem netrin.
«Vi har identifisert et enormt mål for medisiner.»
Dr. Timothy E. Kennedy
- Skriv ut
- Tweet