به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، توانایی یادگیری اطلاعات جدید و ذخیره آنها برای مدت طولانی یکی از قابل توجه ترین ویژگی‌های مغز است. ما در در این مطالعه در مورد اساس مولکولی ساخت این خاطرات بلندمدت به کشف شگفت انگیزی در موش‌ها دست یافتیم. دکتر سینگر استاد زیست شناسی سلولی در گروه علوم اعصاب Dominick P. Purpura و مدیر برنامه زیست شناسی RNA در انیشتین است.

تشکیل حافظه

برخی از جنبه‌های پایه سلولی حافظه قبلاً شناخته شده بود. حافظه توسط نورون‌ها (سلول‌های عصبی) ساخته می‌شود و در ناحیه ای از مغز به نام هیپوکامپ ذخیره می‌شوند. آنها زمانی تشکیل می‌شوند که تحریک عصبی مکرر باعث تقویت سیناپس‌ها( ارتباطات بین سلول‌های عصبی) می‌شود. پروتئین‌ها برای تثبیت اتصالات سیناپسی طولانی مدت مورد نیاز برای خاطرات طولانی مدت مورد نیاز هستند. طرح‌های اولیه برای حفظ خاطرات، پروتئین‌ها مولکول‌های RNA پیام‌رسان (mRNA) هستند که به نوبه خود از ژن‌های مرتبط با حافظه رونویسی (کپی) می‌شوند. Sulagna Das، Ph.D.، نویسنده همکار مقاله و استادیار پژوهشی زیست شناسی سلولی در ارتباط با این فرایند می‌گوید: "تناقض این است که زمان زیادی طول می‌کشد( چندین ساعت ) تا یک حافظه پایدار شکل بگیرد، اماmRNA ها و پروتئین‌های مرتبط با ساخت پروتئین‌ها در کمتر از یک ساعت ناپدید می‌شوند. "چطور این اتفاق می‌افتد؟"

روش پاسخ به سوال مطالعه

برای پاسخ به این سوال، تیم تحقیقاتی یک مدل موش ایجاد کردند که در آن تمام مولکول‌های mRNA کد شده از ژن Arc، یک ژن بسیار مهم برای تبدیل فعالیت‌ها و سایر تجربیات ما به خاطرات بلندمدت، را نشان‌گذاری کردند. در ادامه محققان سیناپس‌ها را در نورون‌های هیپوکامپ موش تحریک کردند و سپس با استفاده از تکنیک‌های تصویربرداری با وضوح بالا که توسعه دادند، نتایج را در سلول‌های عصبی منفرد و در زمان واقعی مشاهده کردند. آنها در کمال تعجب مشاهده کردند که یک نورون تحریک شده، چرخه‌های متعددی را ایجاد می‌کند که در آن ژن رمزگذار حافظه ( Arc) مولکول‌های mRNA را تولید می‌کند که در فرایند بعدی به پروتئین‌های Arc تقویت کننده سیناپس ترجمه می‌شود. دکتر سینگر گفت: "ما دیدیم که برخی از مولکول‌های پروتئین ساخته شده از محرک سیناپسی اولیه، دوباره Arc را فعال می‌کنند و چرخه دیگری از تشکیل mRNA و تولید پروتئین را آغاز می‌کنند." بنابراین با هر چرخه، ما شاهد تجمع پروتئین بیشتر و بیشتری برای تشکیل «نقاط داغ» (جایی که خاطرات در جای خود محکم می‌شوند) در سیناپس بودیم. دکتر داس گفت: در مجموع اینکه، این چرخه‎های پی در پی خاطرات طولانی مدت را ایجاد می‌کند.

ارتباط ژن حافظه با ایجاد طیف اوتیسم و بیماری آلزایمر

دکتر سینگر در ادامه پیشنهاد کرد که فرایند حفظ یک شعر شامل چند مرحله می‌شود: "برای ایجاد یک خاطره ماندگار نیاز است که شعر را به طور مکرر بخوانید و هر خواندن را می توان به عنوان یک محرک متناوب در نظر گرفت که پروتئین سازنده حافظه را به سیناپس اضافه می‌کند." دکتر داس خاطرنشان کرد که بیان معیوب ژن Arc در مشکلات حافظه در انسان نقش دارد و با اختلالات عصبی از جمله اختلال طیف اوتیسم و بیماری آلزایمر مرتبط است. او خاطرنشان کرد: آنچه در مورد پاسخ Arc به تحریک سلول‌های عصبی می‌آموزیم می‌تواند بینش‌هایی را در مورد علل این مشکلات سلامتی ارائه دهد.

پایان مطلب/.