Как мозг делает запись памяти? Так или иначе наш опыт и взаимодействия могут быть отпечатаны в уме, но точно то, как нейроны изменяют свои связи для предоставления возможности памяти, было темно. Теперь ученые говорят, что они идентифицировали молекулярное машинное оборудование, связывающее опыт с изучением – и все это сводится к одному микроскопическому двигателю.
Ученые полагают, что регистрация воспоминаний включает процесс, названный долгосрочным усилением действия (LTP), улучшающим связь между парами нейронов. Нейроны общаются путем выпуска нейромедиаторов, стимулирующих рецепторы на их соседях, и LTP вызывает больше рецепторов для накопления в мембране клетки получения – создание его более чувствительный к входящим сообщениям.
Предыдущее исследование предположило, что актин и миозин, два протеина с ключевыми ролями в мышечном сокращении, могли бы играть роль в группирующихся рецепторах в нейронах. Для исследования этой возможности Майкл Эхлерс, нейробиолог в Медицинском центре Университета Дюка в Дареме, Северная Каролина и его коллегах использовал отображение таймлапса и биохимические методы для исследования мозговых частей от крыс. Эти эксперименты показали то, что происходит после того, как приточный сигнал вызывает порыв кальция в нейрон. Кальций активизирует протеин миозина, названный миозином Vb, побуждая его запереться на пакеты рецепторов, сохраненных глубже в клетках и вытащить их на сигнальное место нейрона, где рецепторы могут получить нейромедиаторы и способствовать LTP.
Чтобы удостовериться, что миозин Vb был действительно двигателем, сделавшим процесс обучения возможным, Эхлерс и его коллеги химически запретили миозин Vb в нейронах. Клетки были неспособны к генерации LTP, сообщают исследователи сегодня в Клетке. «Мы были удивлены, что одна моторная молекула могла составлять большую часть событий торговли мембраной», говорит Эхлерс. «Это может фактически быть двигатель, делающий воспоминания».
«Что они сделали, соединяют много точек», говорит Мари Вутен, нейробиолог, изучающий сигнализацию клетки в Обернском университете в Алабаме. Бумага показывает шаг за шагом, как нейроны перемещают рецепторы в свою наружную мембрану во время LTP, говорит Вутен. Беттина Винклер, нейробиолог в Университете Вирджинии, Шарлоттсвилль, соглашается. «Эта бумага походит на драгоценный камень», говорит Винклер – или, возможно, хорошо спроектированный двигатель. «Все это соответствует всему вместе так красиво», говорит она.