ความทรงจำที่ยาวนานก่อตัวขึ้นในสมอง

Robert H. Singer, Ph.D., ผู้เขียนร่วมของรายงานกล่าวว่า "ความสามารถในการเรียนรู้ข้อมูลใหม่และเก็บไว้เป็นเวลานานเป็นหนึ่งในคุณสมบัติที่โดดเด่นที่สุดของสมอง" "เราได้ค้นพบสิ่งที่น่าตกใจในหนูเกี่ยวกับพื้นฐานของโมเลกุลในการสร้างความทรงจำระยะยาวเหล่านั้น" ดร. ซิงเกอร์เป็นศาสตราจารย์ด้านชีววิทยาของเซลล์และอยู่ในภาควิชาประสาทวิทยาของ Dominick P. Purpura เป็นประธานกิตติมศักดิ์ของกายวิภาคศาสตร์และชีววิทยาโครงสร้าง และผู้อำนวยการโครงการ RNA Biology ที่ Einstein บางแง่มุมของพื้นฐานหน่วยความจำระดับเซลลูล่าร์เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้ว สร้างโดยเซลล์ประสาท (เซลล์ประสาท) และเก็บไว้ในบริเวณสมองที่เรียกว่าฮิปโปแคมปัส พวกมันก่อตัวขึ้นเมื่อมีการกระตุ้นประสาทซ้ำ ๆ ทำให้ไซแนปส์แข็งแรงขึ้น - การเชื่อมต่อระหว่างเซลล์ประสาท โปรตีนจำเป็นต่อการสร้างเสถียรภาพของการเชื่อมต่อซินแนปติกที่จำเป็นสำหรับความทรงจำระยะยาว พิมพ์เขียวสำหรับโปรตีนเหล่านั้นคือโมเลกุลของ messenger RNA (mRNA) ที่ในทางกลับกัน คัดลอก (คัดลอก) จากยีนที่เกี่ยวข้องกับหน่วยความจำ Sulagna Das, Ph.D., first and กล่าวว่า "ความขัดแย้งคือใช้เวลานาน - หลายชั่วโมง - เพื่อสร้างความทรงจำที่ยาวนาน สมอง แต่ mRNAs และโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับการสร้างโปรตีนจะหายไปภายในเวลาไม่ถึงหนึ่งชั่วโมง" Sulagna Das, Ph.D., first and ผู้เขียนร่วมของบทความและผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านชีววิทยาเซลล์ที่ Einstein "เป็นไปได้อย่างไร" เพื่อตอบคำถามนี้ ทีมวิจัยได้พัฒนาแบบจำลองเมาส์ซึ่งติดแท็กโมเลกุลทั้งหมดของ mRNA ที่เรืองแสงจากArcซึ่งเป็นยีนที่มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการแปลงกิจกรรมและประสบการณ์อื่น ๆ ของเราให้เป็นความทรงจำระยะยาว นักวิจัยกระตุ้นไซแนปส์ในเซลล์ประสาทจากฮิปโปแคมปัสของหนู จากนั้นใช้เทคนิคการถ่ายภาพความละเอียดสูงที่พัฒนาขึ้น สังเกตผลลัพธ์ในเซลล์ประสาทแต่ละเซลล์แบบเรียลไทม์ ด้วยความประหลาดใจ พวกเขาสังเกตเห็นว่าการกระตุ้นเซลล์ประสาทเพียงครั้งเดียวกระตุ้นวัฏจักรจำนวนมาก ซึ่ง ยีนเข้ารหัสหน่วยความจำอาร์คได้ผลิตโมเลกุล mRNA ที่ถูกแปลเป็นโปรตีนอาร์คที่เสริมฤทธิ์ไซแนปส์ ดร. ซิงเกอร์กล่าวว่า"เราเห็นว่าโมเลกุลโปรตีนบางส่วนที่สร้างขึ้นจากการกระตุ้นซินแนปติกเริ่มต้นนั้นย้อนกลับไปที่อาร์ค และเปิดใช้งานอีกครั้ง โดยเริ่มต้นวัฏจักรการสร้าง mRNA และการผลิตโปรตีนอีกหลายๆ รอบตามมา" ดร. ซิงเกอร์กล่าว "ในแต่ละวัฏจักร เราเห็นการสะสมของโปรตีนมากขึ้นเรื่อย ๆ เพื่อสร้าง 'ฮอตสปอต' ที่ไซแนปส์ ซึ่งเป็นที่ที่ความทรงจำถูกยึดเข้าที่ เราค้นพบวงจรป้อนกลับที่ไม่รู้จักก่อนหน้านี้ ซึ่งอธิบายว่า mRNAs และโปรตีนที่มีอายุสั้นสามารถ สร้างความทรงจำที่ยาวนาน” ดร.ดาส กล่าว พิจารณาสิ่งที่เกี่ยวข้องกับการจำบทกวี ดร. ซิงเกอร์แนะนำ: "เพื่อให้มีความทรงจำที่ยั่งยืน คุณต้องอ่านบทกวีซ้ำๆ และการอ่านแต่ละครั้งสามารถถูกมองว่าเป็นการกระตุ้นที่ไม่ต่อเนื่องซึ่งเพิ่มโปรตีนสร้างความจำให้กับไซแนปส์" ดร. ดาสตั้งข้อสังเกตว่าการแสดงออกที่ผิดพลาดของ ยีน อาร์คนั้นเกี่ยวข้องกับปัญหาความจำในมนุษย์ และมีความเชื่อมโยงกับความผิดปกติของระบบประสาท รวมถึงโรคออทิสติกสเปกตรัมและโรคอัลไซเมอร์ "สิ่งที่เราเรียนรู้เกี่ยวกับ การตอบสนองของ Arcต่อการกระตุ้นเซลล์ประสาทสามารถให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับสาเหตุของปัญหาสุขภาพเหล่านี้" เธอกล่าว