Bagaimana protein utama meningkatkan ingatan, belajar di otak orang dewasa
Protein yang memainkan peranan penting dalam perkembangan saraf awal juga penting untuk pembelajaran dan ingatan di otak orang dewasa.
Protein, yang disebut netrin, memperkuat hubungan antara sel otak.
Ini menurut penyelidikan baru-baru ini yang diketuai oleh Montreal Neurological Institute and Hospital (The Neuro), sebuah institusi pengajaran dan penyelidikan Universiti McGill di Kanada.
Para saintis sudah mengetahui bahawa netrin sangat penting untuk perkembangan otak embrio dan bayi, di mana ia membantu membuat hubungan antara sel otak, atau neuron.
Penyelidikan baru-baru ini menunjukkan bahawa protein juga memperkuat hubungan saraf, atau sinapsis, di hipokampus otak orang dewasa, kawasan yang terlibat dalam ingatan dan pembelajaran.
Jurnal Laporan Sel baru-baru ini menerbitkan sebuah makalah mengenai kajian tersebut, yang dilakukan oleh pasukan mengenai sel-sel dari otak tikus yang sedang berkembang dan dewasa.
"Itu misteri," kata penulis kajian senior Dr. Timothy E. Kennedy, yang menjalankan makmal penyelidikan di The Neuro, "mengapa neuron akan terus membuat netrin di otak orang dewasa setelah semua hubungannya telah dibuat pada masa bayi."
Kunci molekul untuk pengukuhan sinaps
Menurut Dr Kennedy, para saintis melihat bahawa neuron melepaskan netrin ketika ia aktif. Protein memperkuat hubungan dengan neuron yang berdekatan dengan memberi isyarat kepada kedua-dua neuron untuk "membuat sinaps lebih kuat."
Kajian baru-baru ini mengikuti perjalanan kerja yang panjang yang bermula hampir 7 dekad yang lalu ketika Donald Hebb, seorang profesor psikologi di Universiti McGill, mengemukakan ideanya tentang bagaimana otak belajar dan membuat kenangan.
Apa yang kemudian memperoleh tajuk Hebbian Theory, ideanya bertujuan untuk menjelaskan bagaimana rangkaian saraf berkembang sebagai hasil pengalaman.
Hebb menyatakan bahawa kekuatan atau kelemahan sambungan sinaptik bergantung pada seberapa sering mereka digunakan: semakin banyak ia digunakan, semakin kuat dan cepat mereka menjadi.
Dalam bukunya 1949 Organisasi Tingkah Laku: Teori Neuropsikologi, dia menggambarkan bagaimana dia membayangkan proses penguatan sinaps. Ketika satu neuron cukup dekat dengan yang lain dan terus menembaknya, "beberapa proses pertumbuhan atau perubahan metabolik terjadi di satu atau kedua sel."
"Kami mengatakan," jelas Dr. Kennedy, "bahawa mekanisme molekul baru ini, yang kami temui 69 tahun kemudian, adalah pusat teori ini."
Perubahan sinaptik mendasari memori, pembelajaran
Ini adalah penerbitan pada tahun 1957 sebuah makalah inovatif oleh Brenda Milner, yang menyelesaikan gelar doktor di The Neuro di bawah pengawasan Hebb, yang memperkenalkan idea bahawa hipokampus otak memainkan peranan penting dalam beberapa jenis memori dan pembelajaran.
"Jika anda mendidihnya ke satu molekul," Dr. Kennedy meneruskan, "pelepasan netrin yang diatur sangat penting untuk jenis perubahan sinaptik yang mendasari perubahan dalam neuron yang terlibat dalam pembelajaran dan ingatan, seperti itulah Milner bercakap tentang."
Dia dan rakan-rakannya juga memerhatikan bahawa, untuk memperkuat sinapsis, netrin harus dilepaskan ke "ruang ekstraselular."
Ini membuat mereka tertanya-tanya apakah peluang tambahan untuk berinteraksi dengan neuron lain yang mungkin diberikan ini.
Kajian gen telah melibatkan keterlibatan netrin dalam penyakit yang memusnahkan tisu otak, termasuk sklerosis lateral amyotrophic, penyakit Parkinson, dan penyakit Alzheimer. Walau bagaimanapun, ini belum mengenal pasti mekanisme yang mendasari.
'Sasaran yang belum ditemui sebelumnya'
Secara keseluruhan, karya ini meningkatkan pemahaman kita tentang bagaimana otak membentuk dan menyimpan kenangan, kata pasukan itu.
Ini juga "menawarkan sasaran baru, yang sebelumnya belum ditemukan untuk penyakit yang mempengaruhi fungsi ingatan," kata penulis kajian utama Stephen Glasgow, seorang rekan penyelidik di The Neuro.
Kennedy menunjukkan bahawa cara yang ideal untuk memelihara fungsi memori adalah dengan menggunakan ubat-ubatan yang mensasarkan aktiviti molekul pada sinapsis.
Kajian terbaru mengenai otak orang dewasa telah menemui banyak hubungan sinaptik yang tidak aktif. Tidak ada yang salah dengan mereka - mereka hanya "dimatikan, seperti lampu," jelasnya.
Dia berspekulasi bahwa mungkin ada "takungan sinapsis yang dapat digunakan untuk mengubah kekuatan hubungan antara neuron."
Sekiranya itu terbukti, dia dan rakannya percaya bahawa mereka telah "menemui mekanisme molekul untuk menghidupkan sinapsis tersebut."
Dengan idea seperti itu, mereka sekarang merancang untuk mengetahui apa yang berlaku pada neuron ketika mereka membekalkan atau menghilangkan netrin.
"Kami telah mengenal pasti sasaran besar untuk dadah."
Dr. Timothy E. Kennedy
