چگونه خاطرات طولانی مدت در مغز شکل می گیرند؟

جی پلاس، در سه سالگی به مادرتان کمک می‌کنید تا پنکیک درست کند، دوچرخه سواری بدون کمکی و غیره، اما چگونه خاطرات وقایع گذشته را حفظ کنیم؟ محققان کالج پزشکی آلبرت اینشتین توضیحی را در این باره یافته و ارائه داده‌اند. 

باشگاه خبرنگاران جوان نوشت؛ رابرت اچ سینگر، استاد زیست شناسی سلولی و در گروه علوم اعصاب دومینیک پی پورپورا، رئیس بازنشسته آناتومی و زیست شناسی ساختاری، و مدیر برنامه زیست شناسی RNA در انیشتین در این باره گفت: توانایی یادگیری اطلاعات جدید و ذخیره آن برای مدت طولانی یکی از قابل توجه‌ترین ویژگی‌های مغز است. ما در مورد اساس مولکولی ساخت این خاطرات بلندمدت به کشف شگفت انگیزی در موش‌ها دست یافتیم. 

برخی از جنبه‌های پایه سلولی حافظه قبلا شناخته شده بود. آن‌ها توسط نورون‌ها (سلول‌های عصبی) ساخته و در ناحیه‌ای از مغز به نام هیپوکامپ ذخیره می‌شوند. آن‌ها زمانی تشکیل می‌شوند که تحریک عصبی مکرر سیناپس‌ها را تقویت می‌کند؛ ارتباطات بین سلول‌های عصبی.

پروتئین‌ها برای تثبیت اتصالات سیناپسی طولانی مدت مورد نیاز برای خاطرات طولانی مدت مورد نیاز هستند. طرح‌های اولیه برای آن پروتئین‌ها مولکول‌های RNA پیام‌رسان (mRNA) هستند که به نوبه خود از ژن‌های مرتبط با حافظه رونویسی (کپی) می‌شوند.

سولاگنا داس، استادیار تحقیقاتی زیست شناسی سلولی در کالج انیشتین گفت: تناقض این است که زمان زیادی طول می‌کشد شاید چندین ساعت، تا یک حافظه ماندگار شکل بگیرد، اما mRNA‌ها و پروتئین‌های مرتبط با ساخت پروتئین‌ها در کمتر از یک ساعت ناپدید می‌شوند.

برای پاسخ به این سوال، تیم تحقیقاتی یک مدل موش ایجاد کردند که در آن تمام مولکول‌های mRNA که از Arc سرازیر می‌شوند، برچسب‌گذاری کردند، ژنی که برای تبدیل فعالیت‌ها و سایر تجربیات ما به خاطرات بلندمدت بسیار مهم است. 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 فردی در زمان واقعی مشاهده کردند.

در کمال تعجب آن‌ها مشاهده کردند که یک محرک به نورون چرخه‌های متعددی را ایجاد می‌کند که در آن ژن رمزگذار حافظه Arc مولکول‌های mRNA را تولید می‌کند که در مرحله بعدی به پروتئین‌های Arc تقویت کننده سیناپس ترجمه می‌شود.

سینگر گفت: ما مشاهده کردیم که برخی از مولکول‌های پروتئین ساخته شده از آن محرک سیناپسی اولیه به Arc بازگشته و آن را دوباره فعال می‌کنند و چرخه دیگری از تشکیل mRNA و تولید پروتئین را آغاز می‌کنند. 

به گفته سینگر برای ایجاد یک خاطره ماندگار نیاز است که شعر را به طور مکرر بخوانید و هر خواندن را می‌توان به عنوان یک محرک متناوب در نظر گرفت که پروتئین سازنده حافظه را به سیناپس اضافه می‌کند. 

داس نیز اشاره کرد 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.