Este posibil ca sinapsele să nu fie baza memoriei

Creier Conține mii și mii de interconectări între neuronii săi, care sunt separați de un spațiu mic cunoscut sub numele de sinapse. Aici transmiterea informațiilor trece de la neuron la neuron..

De ceva timp s-a văzut că activitatea sinapselor nu este statică, adică nu este întotdeauna aceeași. Poate fi îmbunătățită sau diminuată ca urmare a stimulilor externi, cum ar fi lucrurile pe care le trăim. Această calitate de a putea modula sinapsa este cunoscută sub numele de plasticitatea creierului sau neuroplasticitate.

Până acum, s-a presupus că această capacitate de a modula sinapsele este implicată într-un activ în două activități la fel de importante pentru dezvoltarea creierului ca învățarea și memorie. Spun până acum, deoarece există un nou curent alternativ la această schemă explicativă, conform căreia pentru a înțelege cum funcționează memoria, sinapsele nu sunt atât de importante așa cum se crede în mod normal.

Istoria sinapselor

Mulțumim lui Ramón y Cajal, știm asta neuroni nu formează un țesut unificat, dar toate sunt separate de spații interneuronale, locuri microscopice pe care Sherrington le-ar numi ulterior „sinapse”. Zeci de ani mai târziu, psihologul Donald Hebb ar oferi o teorie conform căreia sinapsele nu sunt întotdeauna egal în timp și poate fi modulat, adică a vorbit despre ceea ce cunoaștem ca neuroplasticitate:

doi sau mai mulți neuroni pot determina relația dintre ei să se consolideze sau să se degradeze, făcând anumite canale de comunicare mai frecvente decât altele. Ca fapt curios, cu cincizeci de ani înainte de postularea acestei teorii, Ramón y Cajal a lăsat dovezi ale existenței acestei modulații în scrierile sale.

Astăzi cunoaștem două mecanisme care sunt utilizate în procesul de plasticitate a creierului: potențarea pe termen lung (LTP), care este o intensificare a sinapselor dintre doi neuroni; și depresia pe termen lung (LTD), care este complet opusul celei dintâi, adică o reducere a transmiterii informațiilor.

Memorie și neuroștiințe, dovezi empirice cu controverse

Învățarea Este procesul prin care asociem lucruri și evenimente din viață pentru a dobândi noi cunoștințe. Memoria este activitatea de menținere și păstrare a acestor cunoștințe învățate în timp. De-a lungul istoriei, sute de experimente au fost efectuate în căutarea modului în care creierul efectuează aceste două activități.

Un clasic în această cercetare este opera lui Kandel și Siegelbaum (2013) cu o nevertebrată mică, melcul marin cunoscut sub numele de Aplysia. În această cercetare, au văzut că modificările conductivității sinaptice au fost generate ca o consecință a modului în care animalul răspunde la mediu, arătând că sinapsa este implicată în procesul de învățare și memorare. Dar un experiment mai recent cu Aplysia de Chen și colab. (2014) a găsit ceva care intră în conflict cu concluziile la care s-a ajuns anterior. Studiul relevă faptul că memoria pe termen lung persistă la animal în funcțiile motorii după sinapsă a fost inhibat de droguri, punând la îndoială ideea că sinapsa participă la întregul proces al memorie.

Un alt caz care susține această idee provine din experiment propus de Johansson și colab. (2014). Cu această ocazie, au fost studiate celulele Purkinje ale cerebelului. Aceste celule au printre funcțiile lor de a controla ritmul mișcărilor și de a fi stimulate de direct și sub o inhibare a sinapselor de către medicamente, împotriva oricărui prognostic, au continuat să marcheze ritm. Johansson a concluzionat că memoria lor nu este influențată de mecanisme externe și că ele sunt celulele Purkinje singur care controlează mecanismul individual, indiferent de influențele sinapsă.

De ultimul, un proiect efectuat de Ryan și colab. (2015) au servit pentru a demonstra că puterea sinapselor nu este un punct critic în consolidarea memoriei. Conform muncii lor, atunci când se injectează inhibitori de proteine ​​la animale, a amnezie retrogradăAdică nu pot păstra noi cunoștințe. Dar dacă în aceeași situație, aplicăm mici flashuri de lumină care stimulează producția anumitor proteine ​​(metoda cunoscută sub numele de optogenetică), da că memoria poate fi păstrată în ciuda blocului chimic induse.

Învățare și memorie, mecanisme unite sau independente?

Pentru a memora ceva, mai întâi trebuie să aflăm despre el. Nu știu dacă este din acest motiv, dar literatura neuroștiințifică actuală tinde să pună împreună acești doi termeni și experimentele pe care se bazează tind să aibă o concluzie ambiguă, care nu permite să se facă distincția între procesele de învățare și de memorie, ceea ce face dificilă înțelegerea utilizării unui mecanism comun sau nu.

Un bun exemplu este opera lui Martin și Morris (2002) în studiul hipocamp ca centru de învățare. Baza de cercetare s-a axat pe receptorii N-metil-D-Aspartat (NMDA), o proteină care recunoaște neurotransmițătorul glutamat și care participă la semnalul LTP. Au arătat că, fără îmbunătățirea pe termen lung a celulelor hipotalamice, este imposibil să înveți noi cunoștințe. Experimentul a constat în administrarea blocanților receptorilor NMDA la șobolani, care sunt lăsați într-un tambur de apă cu un pluta, fiind incapabil să învețe locația plutei prin repetarea testului, spre deosebire de șobolanii fără inhibitori.

Studiile ulterioare arată că, dacă șobolanul primește antrenament înainte de administrarea inhibitorilor, șobolanul „compensează” pierderea LTP, adică are memorie. Concluzia care trebuie arătată este că LTP participă activ la învățare, dar nu este atât de clar că o face în recuperarea informațiilor.

Implicația plasticității creierului

Există multe experimente care arată că neuroplasticitatea participă activ la dobândirea de noi cunoștințe, de exemplu cazul menționat anterior sau în crearea de șoareci transgenici în care elimină gena pentru producția de glutamat, ceea ce împiedică sever învățarea glutamatului animal.

În schimb, rolul său în memorie începe să fie mai îndoielnic, după cum ați citit cu câteva exemple citate. A început să apară o teorie conform căreia mecanismul de memorie se află în celule mai degrabă decât în ​​sinapse. Dar, așa cum subliniază psihologul și neurologul Ralph Adolph, Neuroștiința va da seama cum funcționează învățarea și memoria în următorii cincizeci de aniAdică, numai timpul clarifică totul.

Referințe bibliografice:

• Chen, S., Cai, D., Pearce, K., Sun, P. Y.-W., Roberts, A. C. și Glanzman, D. L. (2014). Reinstalarea memoriei pe termen lung după ștergerea expresiei sale comportamentale și sinaptice în Aplysia. eLife 3: e03896. doi: 10.7554 / eLife.03896.
• Johansson, F., Jirenhed, D.-A., Rasmussen, A., Zucca, R. și Hesslow, G. (2014). Urmărirea memoriei și mecanismul de sincronizare localizat la celulele Purkinje cerebeloase. Proc. Natl. Acad. Știință. UTILIZĂRI. 111, 14930-14934. doi: 10.1073 / pnas.1415371111.
• Kandel, E. R. și Siegelbaum, S. LA. (2013). „Mecanismele celulare de stocare implicită a memoriei și baza biologică a individualității”, în Principiile științei neuronale, Ed. 5, Eds E. R. Kandel, J. H. Schwartz, T. M. Jessell, S. LA. Siegelbaum și A. J. Hudspeth (New York, NY: McGraw-Hill), 1461–1486.
• Martin, S. J. și Morris, R. G. M. (2002). Viață nouă într-o idee veche: plasticitatea sinaptică și ipoteza memoriei revizuită. Hipocampus 12, 609–636. doi: 10.1002 / hypo.10107.
• Ryan, T. J., Roy, D. S., Pignatelli, M., Arons, A. și Tonegawa, S. (2015). Celulele Engram rețin memoria sub amnezie retrogradă. Știința 348, 1007-1013. doi: 10.1126 / science.aaa5542.