تغییرات پروتئوم سلولهای عصبی در هنگام یادگیری

 

از سالها پیش اساس مولکولی حافظه و یادگیری یکی از مباحث داغ بیولوژی سلولی و مولکولی بوده است.بطوریکه حتی دانشمندان معروفی مانند فرانسیس کریک، مطالعات خود را بر روی این موضوع متمرکز کردند. براستی در نورونها در هنگام یادگیری و بخاطر سپردن اطلاعات چه اتفاقی می افتد و چگونه اطلاعات در نورونهای ما ذخیره می شوند؟
هنوز دانشمندان بطور دقیق پاسخ این سوال را نمی دانند اما در سالهای اخیر پیشرفتهای زیادی در این مورد بدست آمده که این نوید را به ما می دهد که بزودی پرده از اسرار این راز برداشته خواهد شد.
در صورتی که ما بتوانیم به اساس مولکولی حافظه پی ببریم شاید بتوان در آینده اطلاعات را از مغز یک فرد به مغز فرد دیگر انتقال داد و یا شاید بتوان حتی اطلاعات را از کامپیوتر به مغز منتقل کرد. در این صورت دیگر تحصیلات دانشگاهی مفهومی نخواهد داشت.( آیا فیلم ماتریکس را دیده اید؟)

به عقیده من ،ذخیره اطلاعات در مغر به هیچ وجه مشابه ذخیره اطلاعات در هارد دیسک کامپییوتر نیست. هنگامی که کامپیوتر بخواهد اطلاعات مربوط به یک چیز را (مثلا یک سیب را ) ذخیره کند، باید ابتدا آن را به واحدهای اطلاعاتی تقسیم کند و سپس آنها را ذخیره کند. برای مثال در مورد یک سیب در کامپیوتر اطلاعات مربوط به رنگ، بو، مزه ، شکل اندازه، اطلاعاتی در مورد طرز کاشت، درخت سیب و...... همگی بصورت مجزا در غالب واحدهای اطلاعاتی ذخیره می شوند. اما در مغز همه اطلاعات مربوط به یک چیز بصورت موازی همراه هم ذخیره می شوند مثلا اطلاعات مربوط به سیبب همگی as whole with each other ، در مغز ذخیره می شوند و سیب را برای ما تجسم می کنند( ای کاش تونسته باشم و منظورما خوب بگم! بعدا سعی میکنم در مقالات بعدی در این مورد بیشتر توضیح بدم!).
هنگامی که مطلبی توسط نورونهای حسی دریافت می شود، اطلاعات مربوط به آن از مسیری از نورونها عبور میکند این مسیر دارای الگوی خاصی است که برای آن اطلاعات خاص است با عبور اطلاعات از این مسیر عصبی، ارتباط بین سیناپسهایی که در این مسیر قرار دارند قویتر می شود واین همان چیزی است که ما آن را یادگیری می نامیم. در هنگام تشکیل حافظه کوتاه مدت پروتئین جدیدی در نورونهایی که در مسیر الگوی اطلاعاتی هستند، ساخته نمی شود فقط پروتئینهایی که از پیش سنتز شده اند به غشاء سیناپسها منتقل می شوند این پروتئینها اکثرا رسپتورهای نوروترانسمیترها هستند. اما ما در آزمایشگاه خود متوجه شدیم که تبدیل حافظه کوتاه مدت (short term memory) به حافظه بلند مدت، مستلزم بیان پروتئینهایی است که بیان آنها به فاکتور رونویسی CREB نیاز دارند. یکی از مهمترین پروتئینهایی که ما در این مورد کشف کردیم پروتئین CaMKIV یا Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase IV می باشد. این پروتئین در هنگام تبدیل حافظه کوتاه مدت به حافظه بلند مدت طی پدیده ای بنام LTP یا long-term potentiation تحت کنترل CREB بیان می شود.
همچنین ما درحین LTP متوجه تغییرات دیگری در پروتئوم نورونهایی که در مسیر الگوی اطلاعات قرار دارند شدیم . با بررسی بیشتر این تغییرات به یک مسیر انتقال پیام (sigal transduction pathway) پی بردیم این مسیر یکی از مسیرهایی است که منجر به LPT می شود. یکی از اجزاء این مسیر پروتئین کیناز A (PKA) است. ما متوجه شدیم که آنزیم Calcineurin که یک فسفاتاز است با دفسفریله کردن پروتئنیهایی که PKA فسفریله می کند، از تشکیل حافظه بلند مدت جلوگیری می کند. شاید بتوان با ساخت داروهایی که از عمل Calcineurin ممانعت می کنند قدرت حافظه افراد را افزایش داد.
هرچه از مسیر اطاعاتی بیشتر استفاده شود، ارتباط بین سیناپسهای آن قویتر شده و نیمه عمر اطلاعات در مغز افزایش می یابد. اطلاعات مشابه از الگوی مسیری تقریبا مشابهی عبور میکنند. برای مثال مسیر اطلاعاتی که اطلاعات مربوط به شکل یک سیب سرخ از آن عبور می کند مشابه مسیر اطلاعاتی است اطلاعات مربوط به شکل یک توپ سرخ ر آن ذخیره شده است.
(!!!شاید حالا بتونم مفهوم ذخیره شدن موازی اطلاعات در مغز انسان را بیشتر توضیح بدم!!!) همانطور که قبلا گفتم اطلاعات در مغز انسان بر خلاف کامپیوتر به اجزا، کوچکتر تقسم نمی شوند. برای مثال اطلاعات مربوط به بوی سیب از یک مسیر اطلاعاتی می گذرد که با مسیر اطلاعاتی مربوط به رنگ سیب، مسیر اطلاعاتی مربوط به شکل سیب، مسیر اطلاعاتی مربوط به مزه سیب و... ارتباط سیناپسی دارد و در کل همه این مسیر ها با هم یک شبکه ای را می سازند که مفهوم سیب را در ذهن در خود ذخیر می کند.

/ 2 نظر / 19 بازدید

خیلی متشکر مطلب جالبی بود!

مطال خیلی خوب است اگر امکان دارد بگویید این اطلاعات را از کجا می گویید با تشکر از زحماتتان