Poprawa pamięci: kluczem może być receptor serotoninowy
Niedawne badanie pozwoliło uzyskać świeży wgląd w konkretne receptory zaangażowane w tworzenie wspomnień. Naukowcy mają nadzieję, że w przyszłości odkrycie to może pomóc w walce z osłabieniem funkcji poznawczych związanym z wiekiem.
Projektowanie leku poprawiającego pamięć to kwestia science fiction i prawdopodobnie pozostanie w tej dziedzinie przez bardzo długi czas.
Jednak w dziedzinie badań nad pamięcią dokonuje się obecnie skoków i ograniczeń.
W miarę jak neuronaukowcy coraz głębiej badają mózg, mechanizmy powstawania pamięci stają się coraz jaśniejsze, a sposoby ich ulepszania są coraz bliższe.
Naukowcy z Columbia University Irving Medical Center w Nowym Jorku, NY, są na czele tych badań. Prowadzeni przez dr Catię M. Teixeirę i dr Zev B. Rosen, skupili się w swoim najnowszym projekcie na uwalnianiu serotoniny w hipokampie i jego wpływie na pamięć.
Hipokamp i pamięć
Wiadomo, że hipokamp od dawna odgrywa istotną rolę w pamięci. W szczególności ustanawia długoterminowe wspomnienia doświadczeń życiowych. Szczególnie ważny jest region hipokampu określany jako CA1.
Na przykład badanie z udziałem osób z uszkodzeniem regionu CA1 wykazało, że mają „głębokie upośledzenie uczenia się w miejscu”. W innym badaniu, które dotyczyło podobnych pacjentów, stwierdzono poważne upośledzenie pamięci autobiograficznej i epizodycznej.
Zdaniem autorów ostatnich badań siła komunikacji neuronalnej przez region CA1 wydaje się być związana z formowaniem się pamięci.
Na hipokamp silnie wpływa serotonina (wśród innych neuroprzekaźników), ale jej dokładna rola pozostaje niejasna. Zespół zaangażowany w to badanie chciał zagłębić się w to nieco głębiej.
Aby zbadać funkcję serotoniny, zbadali mózgi myszy za pomocą optogenetyki - techniki, która umożliwia neuronaukowcom wyłączanie i włączanie neuronów za pomocą impulsów światła. Bawiąc się różnymi szlakami serotoninowymi w regionie CA1 hipokampu, mogli lepiej zrozumieć, co każdy z nich robi.
Odkryli, że jeśli zwiększono uwalnianie serotoniny, komunikacja neuronalna w CA1 stała się silniejsza; miało to wpływ na poprawę pamięci przestrzennej myszy. I odwrotnie, kiedy sztucznie zablokowano uwalnianie serotoniny, pamięć przestrzenna była upośledzona.
To pokazało, że uwalnianie serotoniny w regionie CA1 może zwiększyć pamięć, ale także pokazało, że tworzenie pamięci jest zależny na tej ścieżce. Ich odkrycia zostały opublikowane w tym tygodniu w czasopiśmie Neuron.
Sama świadomość, że serotonina jest kluczowa dla tworzenia pamięci, nie wystarczyła; chcieli być bardziej szczegółowe.
Drążenie do typu receptora
Istnieje wiele typów receptorów serotoninowych - w rzeczywistości istnieje siedem ogólnych klas tych receptorów. Zespół chciał określić, która konkretna klasa receptorów serotoninowych jest zaangażowana w pamięć.
„Po pierwsze” - wyjaśnia Teixeira - „odkryliśmy, że kiedy serotonina jest uwalniana z endogennych basenów w hipokampie podczas uczenia się, wzmacnia się pamięć o wyuczonym zdarzeniu”.
„Następnie wywnioskowaliśmy, że identyfikując dominujące zaangażowanie w jeden typ receptora serotoniny, możemy przetestować terapie lekami pod kątem wydajności pamięci”.
Catia M. Teixeira, Ph.D.
Wreszcie naukowcy trafili na specyficzny receptor serotoniny. Jak kontynuuje Teixeira, „[W] e odkryliśmy, że ogólnoustrojowa modulacja funkcji receptora 5-HT4 za pomocą leków wzmaga tworzenie pamięci”.
To odkrycie potwierdza wcześniejsze prace, w których również zidentyfikowano rolę receptora 5-HT4 w pamięci. Również niedawne badanie przeprowadzone na zdrowych ochotnikach wykazało, że gęstość receptorów 5-HT4 (ile jest dostępnych do wiązania serotoniny) w hipokampie przewidywała wydajność w teście uczenia się werbalnego.
Ponieważ zdolności poznawcze i pamięć większości ludzi pogarszają się wraz z wiekiem, zrozumienie dokładnych mechanizmów przechowywania i odtwarzania pamięci może mieć ważne konsekwencje.
Gdyby można było zaprojektować lek, który zwiększałby aktywność serotoninergiczną receptorów 5-HT4 w regionie CA1 hipokampu, mógłby pewnego dnia pomóc ludziom zachować sprawność psychiczną do późnej starości. Warto jednak zauważyć, że jest to długa droga.
