Human Brain -projektin tutkijat ovat hienostaneet ihmisen aivomalliaansa ja paljastaneet mysteerin siitä, kuinka muistot muodostuvat ja hermosto mukautuu.
Muistit ovat olennainen osa elämäämme. Ei ole turhaa, että lyhytaikaisen tai pitkäaikaisen muistin menetys vaikuttaa voimakkaasti ihmisen psyykiin, ja ensimmäisessä tapauksessa se voi jopa repiä hänet pois muusta maailmasta. Terveissä aivoissa tietoa voidaan varastoida useita vuosia, vaikka tutustuminen siihen olisi ohi. Mutta miten tämä tapahtuu?
Tietojen käsittely aivoissa tapahtuu neuroneissa, jotka yhdistetään synapsien avulla. Jokaisella näiden synapsien muokkauksella on vaikutus siihen, miten muistamme asiat tai reagoimme tiettyihin ärsykkeisiin. Yksi tapa hermovirtapiirien modifioimiseksi on synaptisen plastilisuuden prosessi, jossa tietyt synapsit joko vahvistetaan tai heikentyvät ajan kuluessa vasteena hermoaktiivisuudelle.
Analysoimalla synaptisen muuntamisen taustalla olevia biokemiallisten reaktioiden verkostoja, Human Brain -projektin tutkijat, jotka yhdistivät tutkijoita erilaisista Euroopan yliopistoista, pystyivät saamaan uutta tietoa plastisuuden mekanismeista.
Neuroneissa ulkoinen ja sisäinen tietojenkäsittely tapahtuu siirtämällä signaaleja synaptisten verkkojen kautta. Juuri he määrittävät synaptisen plastilisuuden. Joskus jopa yksittäiset molekyylit - entsyymit tai proteiinit - kykenevät käynnistämään laskentatehon näissä verkoissa. Yksi näistä molekyyleistä on nisäkkään adenylaattisyklaasi (AC) -entsyymiryhmä, joka voi muuntaa solunulkoiset signaalit syklisen adenosiinimonofosfaatin (cAMP) solunsisäiseksi molekyyliksi, joka on yksi tärkeimmistä solun signalointimolekyyleistä.
Projektin neurotieteilijät havaitsivat työssään, että aivot tuottavat yhdeksän varianttia AC-proteiineja. Yksi näistä, AC5, on hallitseva muoto striatumissa, rakenne, joka liittyy muistiin, käyttäytymiseen ja palkkioon uusien taitojen oppimisesta. Harjoituksen aikana cAMP-tuotanto on kriittisen tärkeä synapsien vahvistamiselle, jotka yhdistävät aivokuoren neuronit striatumiin. Lisäksi kävi ilmi, että näiden sidosten muodostuminen riippuu useista järjestelmistä, kuten dopamiinista ja asetyylikoliinista.
Kirjoittaja: Nikita Shevtsov