Jedan od istraživača koji su se bavili ovim pitanjem je dr Tomás Ryan sa Triniti koledža u Dablinu. On i njegov tim pratili su ćelije uključene u proces učenja kako bi bolje razumeli kako nastaju uspomene.

Kako nastaju uspomene?

Najnovija otkrića sugerišu da formiranje uspomena zavisi od veza između grupa engramskih ćelija – neurona koji beleže i skladište specifična iskustva.

Naučnici veruju da svako iskustvo ostavlja jedinstveni obrazac aktivacije moždanih ćelija, koji kasnije može biti ponovo uključen. Da bi proučili ovaj proces, istraživači su pratili kako se uspomene povezuju. Otkrili su da kada se aktivira jedan skup ćelija, drugi skup ponekad takođe reaguje, što sugeriše da su uspomene međusobno povezane.

Ovo otkriće osporava raniju teoriju da pojedinačni neuron skladišti kompletnu uspomenu. Umesto toga, uspomena verovatno postoji u vezama koje neuroni grade i menjaju tokom vremena. Takve strukturne prilagodbe pomažu mozgu da usvaja nove informacije bez gubitka prethodnih iskustava.

Koje moždane ćelije skladište uspomene?

„Engramske ćelije su grupe moždanih ćelija koje se, kada su aktivirane određenim iskustvima, menjaju i na taj način čuvaju informacije u našem mozgu“, objašnjava dr Klara Ortega-de San Luis, vodeći autor studije i postdoktorski istraživač.

Ona i njen tim pratili su kako su slične ili povezane uspomene raspoređene u različitim regijama mozga. Korišćenjem genetskih tehnika, označili su neurone koji su se aktivirali tokom jednog događaja, a zatim pratili kako su isti neuroni reagovali na drugi, sličan događaj.

Jedan ključan trag otkriven je kroz merenje povezanosti između označenih neurona i ćelija koje su bile uključene u ranija, nepovezana iskustva.

Kako jedan protein oblikuje pamćenje?


Poseban protein, PSD-95, izdvojio se kao ključni faktor u povezivanju engramskih ćelija. Ovaj protein se nalazi na sinapsama – mestima gde se neuronske ćelije povezuju – i pomaže u stabilizaciji receptora.

Kada su naučnici smanjili nivo PSD-95 u neuronima koji skladište određene uspomene, veze između njih su se ponašale drugačije. U nekim slučajevima, uspomena je opstajala čak i kada su istraživači pokušali da je potisnu.

Ova otpornost ukazuje na to kako mozak može zadržati uspomene koje bismo inače očekivali da izblede. Takođe sugeriše da nedostatak ili poremećaj PSD-95 može ometati normalne obrasce učenja.

Mozak gradi na starim uspomenama

Ovo istraživanje osvetljava širu promenu u neuronauci: umesto fokusiranja na pojedinačne ćelije, sve više naučnika proučava mreže ćelija koje zajedno skladište i obrađuju iskustva. Korišćenjem savremenih genetskih metoda označavanja, moguće je identifikovati gde se formiraju nove veze i koliko su važne za kasnije prizivanje uspomena.

Dosadašnje studije uglavnom su mapirale odvojene korake: kodiranje uspomene, njeno skladištenje i kasniju reaktivaciju. Ovaj projekat je otišao korak dalje, pokazujući kako mozak integriše nove informacije u postojeće mreže, ažurirajući stare uspomene umesto da ih zamenjuje.

Zašto su ova otkrića važna?

Naučnici su dugo raspravljali o tome kako mozak uspeva da usvaja nova znanja, a da pritom ne briše stare uspomene iz istih regija. Prema dr Rajanu, „moramo tražiti informacije ‘između’ ćelija.“

Ovaj pristup sugeriše da uspomene nisu smeštene u jednoj određenoj tački mozga, već da su raspoređene kroz fleksibilne neuronske veze. Ako je to tačno, može objasniti kako brzo učimo nove stvari, a da ne remetimo već postojeće znanje.

U budućnosti bi terapije mogle ciljati proteine koji omogućavaju ovakve prilagodljive veze. Ako molekuli poput PSD-95 igraju ključnu ulogu u skladištenju uspomena, njihova modifikacija mogla bi pomoći u tretiranju poremećaja povezanih sa strahom i traumom – iako su potrebna dodatna istraživanja.

Kako moždane ćelije oblikuju svakodnevno pamćenje?

Pamćenje nije samo akademska tema – ono je ključno za svakodnevni život. Svakog dana učimo nova imena, snalazimo se u gužvi ili usvajamo nove veštine. Razumevanje kako moždane ćelije održavaju informacije istovremeno fleksibilnim i stabilnim moglo bi pomoći u borbi protiv problema sa pamćenjem uzrokovanih starenjem ili neurološkim poremećajima.

Dalja istraživanja su pokazala da određeni neuroni mogu preuzimati više uloga u zavisnosti od situacije. Te uloge se često menjaju, naročito kada se nova iskustva gomilaju. Fokusiranjem na neuronske veze, naučnici dodaju još jedan deo slagalice u razumevanju kako se mozak prilagođava.

Kuda vodi ovo istraživanje?

Razotkrivanje složenih interakcija među engramskim ćelijama može jednog dana pomoći u poboljšanju metoda podučavanja, lečenju poremećaja pamćenja i podršci mentalnom zdravlju.

Ako su promene u neuronskim vezama ključne za učenje, mogli bismo razviti strategije za podsticanje zdravih prilagođavanja u mozgu ljudi koji pate od posttraumatskog stresa ili depresije.

Ova studija pruža uvid u taj proces, otkrivajući delikatan, ali ključan balans u srcu učenja: jačati određene neuronske veze kako bi se usvojilo novo znanje, a istovremeno očuvati dovoljno strukture da stare veštine i uspomene ostanu netaknute.

Istraživanje je objavljeno u časopisu Current Biology.