Επιστήμονες από το Ινστιτούτο Salk δημιούργησαν ένα νέο μοντέλο που εξηγεί τον τρόπο με τον οποίο οι νευρώνες διατηρούν επιλεγμένες αναμνήσεις για κάποιες ώρες μετά από ένα γεγονός. Σ’ αυτό το πλαίσιο γίνεται προσπάθεια να δημιουργηθεί μια πιο ξεκάθαρη εικόνα για το πώς οργανώνεται η μνήμη, πράγμα το οποίο θα βοηθήσει στην αποτελεσματικότερη αντιμετώπιση ασθενειών όπως η νόσος Alzheimer’s και Parkinson’s.
“Σε σχέση με προηγούμενα μοντέλα που βασίζονταν σε πρότυπα γρήγορης δράσης, το δικό μας νέο μοντέλο μνήμης δίνει τη δυνατότητα να ενσωματώσουμε εμπειρίες που έχουν συμβεί ώρες πριν και όχι μόνο μερικά λεπτά” λέει ο Terry Sejnowski ερευνητής στο Howard Hughes Medical Institute και κάτοχος της έδρας “Francis Crick” στο Ινστιτούτο Salk.
Η μακροπρόθεσμη μνήμη
Τις τελευταίες δεκαετίες οι νευροεπιστήμονες έχουν κάνει πολλές ανακαλύψεις σχετικά με το πώς «αποθηκεύεται» η μακροπρόθεσμη μνήμη. Σε ό,τι αφορά σημαντικά γεγονότα, όπως για παράδειγμα το δάγκωμα από ένα σκύλο, ένα σύνολο πρωτεϊνών παράγεται ταχύτατα από τα ενεργοποιημένα νευρικά κύτταρα προκειμένου να δημιουργήσει τη νέα μνήμη. Μερικές από αυτές τις πρωτεΐνες έχουν μεγαλύτερο χρόνο ημιζωής (μερικές ώρες) σε συγκεκριμένα σημεία του νευρώνα, πριν αποικοδομηθούν. Τα παραπάνω βιοχημικά γεγονότα μας επιτρέπουν να θυμόμαστε σημαντικές λεπτομέρειες από ένα γεγονός, πχ στο παράδειγμα με το δάγκωμα του σκύλου θυμάται κάποιος πώς ήταν ο σκύλος που τον δάγκωσε, την τοποθεσία στην οποία βρισκόταν κ.τ.λ.
Ένα πρόβλημα που έπρεπε να λύσουν οι νευροεπιστήμονες ήταν το γιατί και το πώς ο εγκέφαλος συγκρατεί επιλεκτικά κάποιες λεπτομέρειες και όχι όλα όσα συνέβησαν μέσα σε ένα ‘παράθυρο’ 1-2 ωρών. Ο Terry Sejnowski και ο Cian O’Donnell, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Ινστιτούτο Salk, ενσωματώνοντας δεδομένα από τη βιβλιογραφία ανέπτυξαν ένα μοντέλο που γεφυρώνει μοριακές και συστημικές παρατηρήσεις σχετικά με τη μνήμη προσπαθώντας να εξηγήσει πώς λειτουργεί το «παράθυρο μνήμης των 1-2 ωρών». Οι λεπτομέρειες της δουλειάς τους δημοσιεύονται στο τελευταίο τεύχος του περιοδικού Neuron.
Με χρήση υπολογιστικής μοντελοποίησης ο O’Donnell και ο Sejnowski απέδειξαν ότι παρά το γεγονός ότι οι πρωτεΐνες είναι διαθέσιμες σε έναν αριθμό νευρώνων μέσα σε ένα δεδομένο κύκλωμα, οι αναμνήσεις ανακαλούνται μόνο αν ένα μεταγενέστερο συμβάν ενεργοποιήσει τους ίδιους νευρώνες που ενεργοποίησε το αρχικό συμβάν. Οι επιστήμονες έχουν ανακαλύψει ότι η χωροταξική διευθέτηση των πρωτεϊνών τόσο στους ειδικούς νευρώνες όσο και στις ειδικές περιοχές γύρω από αυτούς προβλέπει ποιες μνήμες θα καταγραφούν. Σ’ αυτό το πλαίσιο γίνεται με επιτυχία η ανάκληση της μνήμης σαν μαθηματική συνάρτηση της επικάλυψης του χώρου και του χρόνου.
“Ένα από τα στοιχεία που προσφέρει η νέα αυτή μελέτη είναι το γεγονός ότι συνδέει το τι συμβαίνει στο κυτταρικό επίπεδο, κατά τη διάρκεια δημιουργίας της μνήμης, με το τι συμβαίνει συστημικά” λέει ο Cian O’Donnell και συμπληρώνει ότι: “Γνωρίζαμε ήδη ότι το ‘παράθυρο’ του χρόνου ήταν σημαντικό. Το νέο που ανακαλύψαμε είναι ότι το περιεχόμενο παίζει και αυτό σημαντικό ρόλο και καθορίζει αν μια μνήμη θα καταγραφεί ή όχι”.
Κρύβουν τα όνειρα αναμνήσεις;
Το νέο μοντέλο προβλέπει ακόμα ένα πιθανό πλαίσιο για την κατανόηση της διαδικασίας που υφίστανται οι αναμνήσεις μας κατά τη διάρκεια του ύπνου, στα όνειρα που βλέπουμε. Παρόλο που πολύ λίγα είναι γνωστά για τις διαδικασίες που λαμβάνουν χώρα κατά τη διάρκεια του ύπνου, οι ερευνητές προτείνουν ότι σημαντικές αναμνήσεις από την κάθε μέρα «κυκλοφορούν» μέσα στον εγκέφαλο και από τη βραχυπρόθεσμη αποθήκευση στον ιππόκαμπο πηγαίνουν σε πιο μακροπρόθεσμη αποθήκευση στο φλοιό. Το μοντέλο των O’Donnell και Sejnowski προτείνει ότι μέρος της διαδικασίας της διατήρησης και ανάκλησης της μνήμης πραγματοποιείται κατά τη διάρκεια των ονείρων. “Κατά τη διάρκεια του ύπνου πραγματοποιείται μια αναδιοργάνωση της μνήμης, ενδυναμώνονται κάποιες αναμνήσεις ενώ χάνονται κάποιες άλλες που δεν είναι απαραίτητες πια” λέει ο O’Donnell. “Επιπλέον γίνονται αφαιρετικές διαδικασίες κατά τη διάρκεια του ύπνου αλλά μέχρι στιγμής δε γνωρίζαμε το πώς”, προσθέτει. Η νέα τους έρευνα όμως φαίνεται ότι έχει βρει ένα θεωρητικό μοντέλο με βάση το οποίο μπορούν να ερμηνευθούν οι αφαιρετικές διαδικασίες της μνήμης κατά τη διάρκεια του ύπνου.
