Langzeitgedächtnisbildung

Langzeitpotenzierung – Gedächtnis 4 (Dezember 2018).

Anonim

Wissenschaftler der NYU finden heraus, dass Wachstumsfaktoren, die Gehirne aufbauen, auch Erinnerungen aufbauen

Ein Team von Neurowissenschaftlern der New York University hat herausgefunden, wie ein Paar von Wachstumsfaktor-Molekülen zur langfristigen Gedächtnisbildung beiträgt, ein Befund, der im Journal Neuron auftaucht .

"Diese Ergebnisse geben uns ein besseres Verständnis der Architektur des Gedächtnisses und insbesondere, wie Moleküle als Netzwerk bei der Schaffung langfristiger Erinnerungen fungieren", erklärt Thomas Carew, Senior Autor der Zeitung, Professor am New Yorker Zentrum für Neurowissenschaften und Dekan der NYU Fakultät für Kunst und Wissenschaft. "Wichtiger noch, dies ist ein weiterer Schritt zur Aufklärung der Feinheiten der Gedächtnisfunktion, die für die Entwicklung kognitiver Therapien zur Bewältigung verwandter Leiden unerlässlich ist."

Die Bedeutung von Wachstumsfaktormolekülen (GF) ist seit langem bekannt. Sie sind entscheidend für den Aufbau von Gehirnen, die in utero und bis zum Erwachsenenalter beginnen. Darüber hinaus wurde mit der Zeit festgestellt, dass GFs von Gehirnbauern zu Ingenieuren mit Langzeitgedächtnis "recycelt" werden.

Weniger klar ist jedoch, wie die breite Palette von GF-Familien sowie verschiedene Mitglieder innerhalb jeder Familie dazu beitragen, diese Erinnerungen zu schaffen.

Um diese Frage zu beantworten, konzentrierte sich das NYU-Forschungsteam, zu dem auch Ashley Kopec, der Hauptautor der Studie, und der Forschungswissenschaftler Gary Philips gehörten, auf zwei GF-Familien: TrkB und TGFβr-II, die zwei verschiedene Klassen von GF darstellen die verschiedene Arten von Rezeptoren benutzen, um ihre Handlungen im Gehirn auszuüben.

In ihrer Studie untersuchten die Forscher GF in Aplysia californica, der kalifornischen Seeschnecke. Aplysia ist ein Modellorganismus, der für diese Art von Forschung ziemlich stark ist, weil seine Neuronen 10 bis 50 mal größer sind als die von höheren Organismen, wie Wirbeltieren, und er besitzt ein relativ kleines Netzwerk von Neuronen - Eigenschaften, die leicht die erlauben Untersuchung der molekularen Signalgebung während der Gedächtnisbildung.

Um eine Form des "Bedrohungsgedächtnisses", genannt Sensibilisierung in einem einfachen Reflexsystem von Aplysia, zu erzeugen, stellten die Forscher die Meeresschnecken mit einem Paar leichter Schwanzschocks im Abstand von 45 Minuten vor - die ersten, die einen "molekularen Kontext" einleiteten die Neuronen des Reflexes und der zweite, um diesen Zusammenhang zu nutzen, um molekulare Mechanismen zu steuern, die erforderlich sind, um ein Langzeitgedächtnis zu bilden - und dann GF-Aktivität zu beiden Zeitpunkten, Zeit 1 und Zeit 2, zu untersuchen.

Ihre Ergebnisse zeigten Unterschiede in der Rolle dieser beiden GF-Familien in zwei Dimensionen: Zeit und Raum.

Zur Zeit 1, wenn der Kontext für den Speicher zuerst erzeugt wird, spielt TrkB eine kritische Rolle, während TGFβr-II irrelevant ist. Wenn jedoch zur Zeit 2 tatsächlich ein Langzeitgedächtnis gebildet wird, sind die Rollen umgekehrt: TGFβr-II ist aktiv, aber TrkB ist unbedeutend.

Darüber hinaus zeigten die Ergebnisse räumliche Unterschiede.

In Aplysia besteht der einfache neuronale Schaltkreis, der den durch Lernen veränderten Reflex vermittelt, aus einzigartigen sensorischen Neuronen und motorischen Neuronen. Die Zellkörper der sensorischen Neuronen leben in einem Kompartiment des Gehirns, während ihre zugehörigen Synapsen, die Signale an andere Zellen weitergeben, in einem anderen Teil des Gehirns liegen. In der Neuron- Studie fanden die Forscher heraus, dass die TrkB-Effekte nur an Synapsen ausgeübt werden, während TGFβr-II nur am Zellkörper wirkt.

Insgesamt liefert die Studie neue Erkenntnisse darüber, wie verschiedene GF-Familien zeitlich und räumlich einzigartige Rollen spielen, und hilft so, das "Wann", "Wo" und "Wie" der Gedächtnisbildung aufzuklären.