Si vendos truri se çfarë të mbajë mend?

Por si e vendos truri ynë se cili moment do të zgjasë dhe për sa kohë?

Hulumtimet e fundit të botuara në revistën Nature tregojnë se kujtesa afatgjatë formohet nga një kaskadë kohëmatësish molekularë që përhapen në rajone të ndryshme të trurit. Duke përdorur një model realiteti virtual te minjtë, shkencëtarët zbuluan se kujtesa afatgjatë koordinohet nga rregullatorë kyç që ose i nxisin kujtimet në forma gjithnjë e më të qëndrueshme ose i degradojnë ato derisa të harrohen.

Ka shumë zona të trurit që marrin pjesë në riorganizimin gradual të kujtesës në forma më të qëndrueshme, dhe gjatë kësaj kohe, portalet e vlerësimit nxisin qëndrueshmërinë e secilës kujtesë.

“Ky është një zbulim kyç që shpjegon se si e përshtatim qëndrueshmërinë e kujtimeve. Ajo që zgjedhim të kujtojmë është një proces i vazhdueshëm, jo ​​një ndryshim i vetëm i butonit”, tha Priya Rajasethupathi, drejtuese e Laboratorit të Familjes Skoler Horbach të Dinamikës Neurale dhe Funksionit Njohës.

Pasi formohet një kujtesë bazë në hipokampus, tre rregullatorë sigurojnë mirëmbajtjen e saj fillestare. Me kalimin e kohës, dy rregullatorë nxisin ngjitjen qelizore dhe mbështesin mirëmbajtjen e mëtejshme të kujtesës, dhe i treti e bën kujtesën më të qëndrueshme.

Kujtimet, varësisht nga intensiteti dhe përsëritja, arrijnë edhe në kujtesën qelizore.

Qëndrueshmëria e kujtesës

Për dekada të tëra, kërkimet mbi kujtesën janë përqendruar në dy zona të trurit: hipokampusin – ku ndodhet kujtesa afatshkurtër, dhe korteksin – i cili mendohej se strehonte kujtesat afatgjata. Shkencëtarët imagjinonin se kjo e fundit ishte e bllokuar pas çelësave biologjikë të ndezjes dhe fikjes.

“Modelet ekzistuese të kujtesës në tru përfshinin molekula kujtese të ngjashme me tranzistorin që veprojnë si çelësa”, tha Rajasethupathi.

Me fjalë të tjera, në këtë model, nëse një kujtesë afatshkurtër do të shënohej për ruajtje afatgjatë, ajo do të mbetej e tillë për një kohë të pacaktuar. Por edhe pse kërkimet përgjatë këtyre linjave çuan në shumë njohuri, studiuesit kuptuan se ky model ishte në fund të fundit shumë i thjeshtëzuar – për shembull, nuk merrte parasysh pse disa kujtime afatgjata zgjasin disa javë, ndërsa të tjerat zgjasin një jetë të tërë.

Pastaj, në vitin 2023, Rajasethupathi dhe kolegët e saj publikuan një punim që identifikoi një rrugë të trurit që lidh kujtimet afatshkurtra dhe afatgjata. Një komponent kyç i kësaj është një rajon në qendër të trurit i quajtur talamus, i cili jo vetëm ndihmon në përzgjedhjen e kujtimeve për t’u mbajtur mend, por edhe i drejton ato në korteks për konsolidim afatgjatë.

Gjetjet përgatitën terrenin për adresimin e disa prej pyetjeve më themelore në fushën e kërkimit të kujtesës: Çfarë ndodh me kujtimet përtej ruajtjes afatshkurtër në hipokampus – dhe cilat mekanizma molekularë fshihen pas procesit të renditjes që promovon kujtimet e rëndësishme në korteks dhe i lë ato të parëndësishmet në harresë?

Për t’iu përgjigjur këtyre pyetjeve, ekipi zhvilloi një model sjelljeje duke përdorur një sistem realiteti virtual ku minjtë formuan kujtime specifike. “Andrea Terseros, një bashkëpunëtor postdoktoral në laboratorin tim, krijoi një model elegant sjelljeje që na lejoi ta kapërcenim këtë problem në një mënyrë të re. Duke ndryshuar frekuencën e përsëritjes së përvojave të caktuara, ne ishim në gjendje t’i bënim minjtë të kujtonin disa gjëra më mirë se të tjerat, dhe më pas të shqyrtonim trurin për të parë se cilat mekanizma shoqëroheshin me qëndrueshmërinë e kujtesës”, tha Rajasethupathi.

Por korrelacioni nuk ishte i mjaftueshëm. Për të vërtetuar shkakësinë, bashkë-udhëheqësja e studimit, Celine Chen, zhvilloi një platformë të redaktimit të gjeneve të bazuar në CRISPR për të manipuluar gjenet në talamus dhe korteks. Me këtë mjet, ata ishin në gjendje të tregonin se heqja e molekulave të caktuara ndikonte në kohëzgjatjen e kujtesës. Për secilën molekulë që hiqej, kohëzgjatja e kujtesës ndikohej në një masë të ndryshme.

Import i planifikuar

Rezultatet tregojnë se kujtesa afatgjatë nuk mbahet nga një çelës i vetëm (molekular) ndezjeje/fikjeje, por nga një sërë rregullimesh gjenetike që shpalosen me kalimin e kohës dhe në të gjitha rajonet e trurit si një sekuencë kohëmatësish molekularë.

Kujtimet e hershme aktivizohen shpejt dhe zbehen po aq shpejt, duke lejuar harresë të shpejtë. Kujtimet e vona veprojnë më ngadalë, por krijojnë kujtime që zgjasin më shumë. Ky proces gradual i lejon trurit të nxisë përvoja të rëndësishme në ruajtje afatgjatë, ndërsa pjesa tjetër zbehet.

Në këtë studim, studiuesit përdorën përsëritjen si një tregues të rëndësisë, duke krahasuar kujtimet e situatave të përsëritura shpesh me kujtimet që ndodhin më rrallë.

Ekipi identifikoi tre rregullatorë transkriptues: Camta1 dhe Tcf4 në talamus dhe Ash1l në korteksin anterior cingulate, të cilët nuk janë thelbësorë për formimin fillestar të kujtesës, por janë kritikë për mirëmbajtjen e saj. Ndërprerja e Camta1 dhe Tcf4 prish lidhjet funksionale midis talamusit dhe korteksit, duke çuar në humbjen e kujtesës.

Memoria celulare

Kjo do të thotë, sapo të formohet një kujtesë bazë në hipokampus, Camta1 dhe objektivat e tij sigurojnë ruajtjen fillestare të kujtesës. Me kalimin e kohës, Tc4 dhe objektivat e tij aktivizohen, duke arritur ngjitje qelizore dhe mbështetje strukturore për ruajtje të mëtejshme të kujtesës. Së fundmi, Ash1l rekruton programe të rimodelimit të kromatinës që e bëjnë kujtesën më të qëndrueshme.

“Nëse nuk i shtyn kujtimet në këto kohëmatës, ji i përgatitur t’i harrosh shpejt”, theksoi Rajasethupathi.

Rregullatori i tretë, Ash1l, i përket një familjeje proteinash (metiltransferaza të histonit) që gjithashtu ruajnë kujtesën në sisteme të tjera biologjike. “Në sistemin imunitar, këto proteina ndihmojnë trupin të kujtojë infeksionet e kaluara. Gjithashtu, gjatë zhvillimit, ato ndihmojnë qelizat të kujtojnë se janë bërë neurone ose muskuj dhe të ruajnë identitetin e tyre në planin afatgjatë. Truri mund t’i ripërdorë këto forma të kudondodhura të kujtesës qelizore për të mbështetur kujtimet njohëse”, tha Rajasethupathi.

Alzheimer

Gjetjet mund të kenë gjithashtu implikime për sëmundjet që lidhen me kujtesën.

Rajasethupathi dyshon se duke identifikuar programet e gjeneve që ruajnë kujtesën, studiuesit përfundimisht mund të gjejnë mënyra për ta drejtuar kujtesën përmes qarqeve alternative dhe përreth pjesëve të dëmtuara të trurit në kushte si sëmundja e Alzheimerit. “Nëse i dimë zonat e dyta dhe të treta që janë të rëndësishme për konsolidimin e kujtesës dhe kemi neurone që vdesin në zonën e parë, ndoshta mund ta anashkalojmë zonën e dëmtuar dhe t’i lëmë pjesët e shëndetshme të trurit të marrin përsipër”, tha ajo.

Hapat e ardhshëm të Rajasethupathit do të përqendrohen në zbulimin e mënyrës se si aktivizohen kohëmatësit e ndryshëm molekularë dhe çfarë përcakton kohëzgjatjen e tyre. Në thelb, çfarë i tregon trurit se sa e rëndësishme është një kujtesë dhe sa duhet të zgjasë? Laboratori i saj është përqendruar veçanërisht në rolin e talamusit, të cilin e kanë identifikuar si një qendër kritike vendimmarrjeje në këtë proces.

“Ne jemi të interesuar të kuptojmë jetën e një kujtese përtej formimit të saj fillestar në hipokampus. Ne besojmë se talamusi dhe rrjedhat e tij paralele të komunikimit me korteksin janë thelbësore në këtë proces”, përfundoi studiuesi./e.t