Forskare vid Human Brain-projektet har förfinat sin mänskliga hjärnmodell och avslöjat mysteriet om hur minnen bildas och nervsystemet anpassar sig.
Minnen är en integrerad del av vårt liv. Det är inte för ingenting att förlusten av kortvarigt eller långvarigt minne påverkar den mänskliga psyken, och i första fallet kan det till och med riva honom bort från resten av världen. I en frisk hjärna kan information lagras i flera år, även om bekanta med den var flyktig. Men hur händer detta?
Informationsbehandling i hjärnan sker i neuroner som är anslutna via synapser. Varje modifiering av dessa synapser påverkar hur vi kommer ihåg saker eller svarar på vissa stimuli. Ett sätt att modifiera neuralkretsar är genom processen med synaptisk plasticitet, varigenom vissa synapser antingen förstärks eller försvagas över tiden som svar på nervaktivitet.
Genom att analysera nätverk av biokemiska reaktioner som ligger till grund för synaptisk modifiering kunde forskare från Human Brain Project, som samlade forskare från olika europeiska universitet, få ny kunskap om mekanismerna för plasticitet.
I neuroner sker extern och intern informationsbehandling genom överföring av signaler via synaptiska nätverk. Det är de som bestämmer synaptisk plasticitet. Ibland kan även enskilda molekyler - enzymer eller proteiner - utlösa datorkraft i dessa nätverk. En av dessa molekyler är däggdjursadenylatcyklas (AC) -familjen av enzymer, som kan översätta extracellulära signaler till den intracellulära molekylen av cykliskt adenosinmonofosfat (cAMP), en av de viktigaste cellulära signalmolekylerna.
I sitt arbete fann neurovetenskapsmän i projektet att hjärnan producerar nio varianter av AC-proteiner. En av dessa, AC5, är den dominerande formen i striatum, en struktur involverad i minne, beteende och belöning för att lära sig nya färdigheter. Under träning är cAMP-produktion avgörande för att stärka synapserna som förbinder nervcellerna i hjärnbarken till striatum. Dessutom visade det sig att bildningen av dessa bindningar beror på flera system, såsom dopamin och acetylkolin.
Författare: Nikita Shevtsov
