Forskere ved Human Brain-prosjektet har foredlet sin menneskelige hjernemodell og avduket mysteriet om hvordan minner dannes og nervesystemet tilpasser seg.
Minner er en integrert del av livet vårt. Det er ikke for ingenting at tapet av korttids- eller langtidsminne påvirker den menneskelige psyken sterkt, og i det første tilfellet kan det til og med rive ham bort fra resten av verden. I en sunn hjerne kan informasjon lagres i flere år, selv om bekjentskapet med det var flyktig. Men hvordan skjer dette?
Informasjonsbehandling i hjernen foregår i nevroner som er forbundet med synapser. Hver modifisering av disse synapser har innvirkning på hvordan vi husker ting eller reagerer på visse stimuli. En måte å modifisere nevrale kretsløp på er gjennom prosessen med synaptisk plastisitet, der visse synapser enten styrkes eller svekkes over tid som svar på nevral aktivitet.
Ved å analysere nettverkene av biokjemiske reaksjoner som ligger til grunn for synaptisk modifisering, var forskere fra Human Brain Project, som samlet forskere fra forskjellige europeiske universiteter, i stand til å få ny kunnskap om mekanismene til plastisitet.
I nevroner skjer ekstern og intern informasjonsbehandling gjennom overføring av signaler gjennom synaptiske nettverk. Det er de som bestemmer synaptisk plastisitet. Noen ganger er til og med individuelle molekyler - enzymer eller proteiner - i stand til å utløse datakraft i disse nettverkene. Et av disse molekylene er pattedyradenylatcyklase (AC) -familien av enzymer, som kan oversette ekstracellulære signaler til det intracellulære molekylet syklisk adenosinmonofosfat (cAMP), et av de viktigste cellulære signalmolekylene.
I sitt arbeid fant nevrovitenskapsmenn i prosjektet at hjernen produserer ni varianter av AC-proteiner. En av disse, AC5, er den dominerende formen i striatum, en struktur involvert i hukommelse, atferd og belønning for å lære nye ferdigheter. Under trening er produksjon av cAMP avgjørende for å styrke synapsen som forbinder nevronene i hjernebarken til striatum. I tillegg viste det seg at dannelsen av disse bindinger avhenger av flere systemer, for eksempel dopamin og acetylkolin.
Forfatter: Nikita Shevtsov
