yes, therapy helps!
Η ιστορία των συνάψεων

Η ιστορία των συνάψεων

Ενδέχεται 27, 2022

Ο εγκέφαλος περιέχει χιλιάδες και χιλιάδες διασυνδέσεις μεταξύ των νευρώνων του, οι οποίες χωρίζονται από ένα μικρό χώρο γνωστό ως συνάψεις. Αυτό είναι όπου η μετάδοση πληροφοριών περνά από τον νευρώνα στον νευρώνα .

Για κάποιο χρονικό διάστημα έχει διαπιστωθεί ότι η δραστηριότητα της συνάψεως δεν είναι στατική, δηλαδή δεν είναι πάντοτε η ίδια. Μπορεί να ενισχυθεί ή να μειωθεί ως συνέπεια εξωτερικών ερεθισμάτων, όπως τα πράγματα που ζούμε. Αυτή η ποιότητα του να μπορεί να διαμορφώσει τη σύναψη είναι γνωστή ως εγκεφαλική πλαστικότητα ή νευροπλαστικότητα.

Μέχρι τώρα, έχει υποτεθεί ότι αυτή η ικανότητα να διαμορφώνει τις συνάψεις συμμετέχει ενεργά σε δύο δραστηριότητες τόσο σημαντικές για την ανάπτυξη του εγκεφάλου όσο η μάθηση και η μνήμη. Λέω μέχρι τώρα, δεδομένου ότι υπάρχει ένα νέο εναλλακτικό ρεύμα σε αυτό το επεξηγηματικό σχέδιο, σύμφωνα με το οποίο για να κατανοήσουμε τη λειτουργία της μνήμης, οι συνάψεις δεν είναι τόσο σημαντικές όπως πιστεύεται κανονικά.


Η ιστορία των συνάψεων

Χάρη στον Ramón y Cajal, γνωρίζουμε ότι οι νευρώνες δεν αποτελούν έναν ενοποιημένο ιστό, αλλά όλοι διαχωρίζονται από διακλαδώσεις, μικροσκοπικά σημεία που αργότερα ο Sherrington θα αποκαλούσαν «συνάψεις». Δεκαετίες αργότερα, ο ψυχολόγος Donald Hebb θα προσέφερε μια θεωρία σύμφωνα με την οποία οι συνάψεις δεν είναι πάντα ίσες στο χρόνο και μπορούν να διαμορφωθούν, δηλαδή μιλούσαν για αυτό που γνωρίζουμε ως νευροπλαστικότητα: Δύο ή περισσότεροι νευρώνες μπορούν να προκαλέσουν την ενοποίηση ή την υποβάθμιση της σχέσης μεταξύ τους , καθιστώντας ορισμένα κανάλια επικοινωνίας συχνότερα από άλλα. Ως περίεργο γεγονός, πενήντα χρόνια πριν από την εφαρμογή αυτής της θεωρίας, ο Ramón y Cajal άφησε την απόδειξη της ύπαρξης αυτής της διαφοροποίησης στα γραπτά του.


Σήμερα γνωρίζουμε δύο μηχανισμούς που χρησιμοποιούνται στη διαδικασία της πλαστικότητας του εγκεφάλου: μακροχρόνια δυναμική (LTP), η οποία είναι μια εντατικοποίηση της σύναψης μεταξύ δύο νευρώνων. και η μακροχρόνια κατάθλιψη (LTD), η οποία είναι η αντίθετη από την πρώτη, δηλαδή, η μείωση της μετάδοσης πληροφοριών.

Μνήμη και νευροεπιστήμη, εμπειρικά στοιχεία με διαμάχη

Η μάθηση είναι η διαδικασία με την οποία συνδέουμε τα πράγματα και τα γεγονότα στη ζωή για να αποκτήσουμε νέες γνώσεις. Η μνήμη είναι η δραστηριότητα της διατήρησης και διατήρησης αυτής της γνώσης που μαθαίνεται με την πάροδο του χρόνου. Σε όλη την ιστορία έχουν διεξαχθεί εκατοντάδες πειράματα για την αναζήτηση του πώς ο εγκέφαλος εκτελεί αυτές τις δύο δραστηριότητες.

Ένα κλασικό στην έρευνα αυτή είναι το έργο των Kandel και Siegelbaum (2013) με ένα μικρό ασπόνδυλο, το θαλάσσιο σαλιγκάρι που είναι γνωστό ως Aplysia. Στην παρούσα έρευνα, είδαν ότι οι αλλαγές στη συναπτική αγωγιμότητα δημιουργήθηκαν ως συνέπεια του τρόπου με τον οποίο το ζώο αποκρίνεται στο περιβάλλον , αποδεικνύοντας ότι η σύναψη εμπλέκεται στη διαδικασία εκμάθησης και απομνημόνευσης. Αλλά ένα πιο πρόσφατο πείραμα με την Aplysia από τον Chen et al. (2014) βρήκε κάτι που συγκρούεται με τα συμπεράσματα που επιτεύχθηκαν προηγουμένως. Η μελέτη αποκαλύπτει ότι η μακροχρόνια μνήμη επιμένει στο ζώο σε κινητικές λειτουργίες μετά την αναστολή της σύναψης από τα φάρμακα, αμφισβητώντας την ιδέα ότι η σύναψη συμμετέχει σε όλη τη διαδικασία μνήμης.


Μια άλλη περίπτωση που υποστηρίζει αυτή την ιδέα προκύπτει από το πείραμα που προτάθηκε από τους Johansson et al. (2014). Με αυτή την ευκαιρία μελετήθηκαν τα κύτταρα Purkinje της παρεγκεφαλίδας. Αυτά τα κύτταρα έχουν μεταξύ των λειτουργιών τους τον έλεγχο του ρυθμού των κινήσεων, και με την άμεση διέγερση και την αναστολή των συνάψεων από τα ναρκωτικά, ενάντια σε όλες τις προγνώσεις, συνέχισαν να καθορίζουν το ρυθμό. Ο Johansson κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η μνήμη του δεν επηρεάζεται από εξωτερικούς μηχανισμούς και ότι τα ίδια τα κύτταρα Purkinje ελέγχουν τον μηχανισμό μεμονωμένα, ανεξάρτητα από τις επιδράσεις των συνάψεων.

Τέλος, ένα έργο των Ryan et al. (2015) χρησίμευσε για να αποδείξει ότι η δύναμη της συνάψεως δεν είναι ένα κρίσιμο σημείο στην ενοποίηση της μνήμης. Σύμφωνα με το έργο του, όταν χορηγούνται αναστολείς πρωτεϊνών σε ζώα, παράγεται ανάδρομη αμνησία, δηλαδή δεν μπορούν να διατηρήσουν νέες γνώσεις. Αλλά εάν στην ίδια αυτή κατάσταση, εφαρμόζουμε μικρές λάμψεις φωτός που διεγείρουν την παραγωγή ορισμένων πρωτεϊνών (μια μέθοδος γνωστή ως optogenetics), μπορούμε να διατηρήσουμε τη μνήμη παρά τον επαγόμενο χημικό αποκλεισμό.

Μάθηση και μνήμη, ενωμένοι ή ανεξάρτητοι μηχανισμοί;

Προκειμένου να απομνημονεύσουμε κάτι, πρέπει πρώτα να το μάθουμε . Δεν ξέρω αν συμβαίνει αυτό, αλλά η τρέχουσα νευροεπιστημονική λογοτεχνία τείνει να θέσει τους δύο αυτούς όρους μαζί και τα πειράματα πάνω στα οποία βασίζονται συνήθως έχουν ένα διφορούμενο συμπέρασμα που δεν επιτρέπει να γίνει διάκριση μεταξύ της διαδικασίας μάθησης και της μνήμης, καθιστώντας δύσκολη την κατανόηση εάν χρησιμοποιούν μια κοινό μηχανισμό ή όχι.

Ένα καλό παράδειγμα είναι το έργο του Martin και Morris (2002) στη μελέτη του ιππόκαμπου ως κέντρο εκμάθησης. Η ερευνητική βάση επικεντρώθηκε στους υποδοχείς του Ν-μεθυλο-ϋ-ασπαρτικού (NMDA), μιας πρωτεΐνης που αναγνωρίζει το γλουταμινικό νευροδιαβιβαστή και συμμετέχει στο σήμα LTP. Έδειξαν ότι χωρίς μακροχρόνια ενίσχυση στα κύτταρα του υποθαλάμου, είναι αδύνατο να μάθουν νέες γνώσεις. Το πείραμα συνίστατο στη χορήγηση αναστολέων υποδοχέων NMDA σε αρουραίους, οι οποίοι παραμένουν σε ένα τύμπανο νερού με μια σχεδία, δεν είναι σε θέση να μάθουν τη θέση της σχεδίας επαναλαμβάνοντας τη δοκιμή, σε αντίθεση με τους αρουραίους χωρίς αναστολείς.

Μεταγενέστερες μελέτες αποκαλύπτουν ότι εάν ο αρουραίος λάβει εκπαίδευση προ της χορηγήσεως των αναστολέων, ο αρουραίος "αντισταθμίζει" την απώλεια του LTP, δηλαδή έχει μνήμη. Το συμπέρασμα που θέλουμε να δείξουμε είναι ότι το LTP συμμετέχει ενεργά στην εκμάθηση, αλλά δεν είναι τόσο σαφές ότι το κάνει στην ανάκτηση πληροφοριών .

Η επίπτωση της εγκεφαλικής πλαστικότητας

Υπάρχουν πολλά πειράματα που το δείχνουν η νευροπλαστικότητα συμμετέχει ενεργά στην απόκτηση νέων γνώσεων , για παράδειγμα την προαναφερθείσα περίπτωση ή στη δημιουργία διαγονιδιακών ποντικών στα οποία εξαλείφεται το γονίδιο για την παραγωγή γλουταμικού, το οποίο παρεμποδίζει σοβαρά την εκμάθηση του ζώου.

Αντ 'αυτού, ο ρόλος σας στη μνήμη αρχίζει να είναι πιο αμφίβολος, όπως έχετε διαβάσει με μερικά παραδείγματα που αναφέρονται. Μια θεωρία έχει αρχίσει να προκύπτει ότι ο μηχανισμός της μνήμης είναι μέσα στα κύτταρα παρά στις συνάψεις. Αλλά όπως δείχνει ο ψυχολόγος και νευροεπιστήμονας Ralph Adolph, η νευροεπιστήμη θα λύσει το πώς η μάθηση και η μνήμη θα λειτουργήσει τα επόμενα πενήντα χρόνια , δηλαδή, μόνο ο χρόνος διευκρινίζει τα πάντα.

Βιβλιογραφικές αναφορές:

  • Chen, S., Cai, D., Pearce, Κ., Sun, Ρ.Υ.-W., Roberts, Α.Ο., and Glanzman, D.L. (2014). Επαναφορά της μακροχρόνιας μνήμης μετά τη διαγραφή της συμπεριφοράς και της συναπτικής έκφρασής της στην Αλυσία. eLife 3: e03896. doi: 10.7554 / eLife.03896.
  • Johansson, F., Jirenhed, D.-Α., Rasmussen, Α., Zucca, R., and Hesslow, G. (2014). Μηχανισμός παρακολούθησης μνήμης και χρονισμού που εντοπίζεται σε κύτταρα Purkinje της παρεγκεφαλίδας. Proc. Natl. Acad. Sci U.S.A. 111, 14930-14934. doi: 10.1073 / pnas.1415371111.
  • Kandel, Ε. R., and Siegelbaum, S.A. (2013). "Κυτταρικοί μηχανισμοί αποθήκευσης σιωπηρής μνήμης και η βιολογική βάση της ατομικότητας", στις Αρχές Νευρωνικών Επιστημών, 5η Edn., Eds ER Kandel, JH Schwartz, ΤΜ Jessell, Siegelbaum SA και AJ Hudspeth (Νέα Υόρκη, NY: McGraw-Hill ), 1461-1486.
  • Martin, S.J., and Morris, R.G.M. (2002). Νέα ζωή σε μια παλιά ιδέα: επανεξετάστηκε η υπόθεση της συναπτικής πλαστικότητας και μνήμης. Ιππόκαμπος 12, 609-636. doi: 10.1002 / hipo.10107.
  • Ryan, Τ. J., Roy, D.S., Pignatelli, Μ., Arons, Α., And Tonegawa, S. (2015). Τα κύτταρα του Engram διατηρούν τη μνήμη υπό ανάδρομη αμνησία. Science 348, 1007-1013. doi: 10.1126 / science.aaa5542.

22Απρ2015 – Τα Στέκια «Στοές της πόλης» (Ενδέχεται 2022).


Σχετικά Άρθρα