Projekta Cilvēka smadzenes pētnieki ir uzlabojuši savu cilvēka smadzeņu modeli un atklājuši noslēpumu, kā veidojas atmiņas un nervu sistēma pielāgojas.
Atmiņas ir neatņemama mūsu dzīves sastāvdaļa. Ne velti īstermiņa vai ilgtermiņa atmiņas zaudēšana spēcīgi ietekmē cilvēka psihi, un pirmajā gadījumā tas var viņu pat izraut no pārējās pasaules. Veselās smadzenēs informāciju var uzglabāt vairākus gadus, pat ja iepazīšanās ar to bija īslaicīga. Bet kā tas notiek?
Informācijas apstrāde smadzenēs notiek neironos, kurus savieno sinapses. Katra šo sinapsu modifikācija ietekmē to, kā mēs atceramies lietas vai reaģējam uz noteiktiem stimuliem. Viens veids, kā modificēt neironu shēmas, ir sinaptiskās plastiskuma process, kurā noteiktas sinapses laika gaitā tiek stiprinātas vai vājinātas, reaģējot uz neironu darbību.
Analizējot bioķīmisko reakciju tīklus, uz kuriem balstās sinaptiskās modifikācijas, zinātnieki no projekta “Cilvēka smadzenes”, kurā piedalījās pētnieki no dažādām Eiropas universitātēm, spēja iegūt jaunas zināšanas par plastiskuma mehānismiem.
Neironos ārējā un iekšējā informācijas apstrāde notiek signālu pārraidē caur sinaptiskajiem tīkliem. Tieši viņi nosaka sinaptisko plastiskumu. Dažreiz pat atsevišķas molekulas - fermenti vai proteīni - spēj izraisīt skaitļošanas jaudu šajos tīklos. Viena no šīm molekulām ir zīdītāju adenilāta ciklāzes (AC) enzīmu saime, kas var pārvērst ārpusšūnu signālus cikliskā adenozīna monofosfāta (cAMP), kas ir viena no galvenajām šūnu signālmolekulām, starpšūnu molekulā.
Savā darbā projekta neirozinātnieki atklāja, ka smadzenes ražo deviņus maiņstrāvas olbaltumvielu variantus. Viens no tiem, AC5, ir dominējošā forma striatumā - struktūra, kas iesaistīta atmiņā, uzvedībā un atlīdzībā par jaunu prasmju apgūšanu. Apmācības laikā cAMP ražošana ir kritiska, lai stiprinātu sinapses, kas savieno smadzeņu garozas neironus ar striatum. Turklāt izrādījās, ka šo saišu veidošanās ir atkarīga no vairākām sistēmām, piemēram, no dopamīna un acetilholīna.
Autors: Ņikita Ševtsovs