Sjećate li se trenutka kada ste prvi put vidjeli molekulu nekog lijeka ili, primjerice, hemoglobin? Vjerojatno ne – ali vaš mozak se sjeća. Naime, postoji poseban mehanizam za prepoznavanje i pohranu novih informacija koji je odnedavno dobio novo objašnjenje. Znanstvenici s Medicinskog fakulteta UBC otkrili su novu skupinu živčanih stanica – ovoidne neurone koji reagiraju isključivo na nove informacije. Ovo otkriće promijenilo je shvaćanje procesa pamćenja i njegove ključne faze – trenutka kada mozak odlučuje što zadržati, a što ne.
Što trenutačno znamo o pamćenju?
Pamćenje je složeni neurokognitivni proces u kojemu sudjeluje više različitih dijelova mozga. Razlikujemo dvije glavne vrste pamćenja – eksplicitno i implicitno. Eksplicitno pamćenje podrazumijeva pamćenje činjenica, događaja i ljudi te zahtjeva svjesno pronalaženje informacija. Ono aktivira hipokampus i susjedne kortekse. S druge strane, implicitno pamćenje odnosi se na perceptivne i motoričke sposobnosti i ne zahtijeva svjesno pronalaženje podataka u pamćenju. U njemu sudjeluju mali mozak, striatum i amigdala.
Samo formiranje pamćenja zanimljiv je i dinamičan proces. Sastoji se od tri faze, a to su kodiranje, pohranjivanje i pronalaženje.
Prvi korak predstavlja formiranje kratkoročnog pamćenja za koje je odgovorna faza kodiranja. Podražaj aktivira osjetilni neuron što dovodi do kratkotrajnog povećanja cAMP. Kao odgovor na to osjetilni neuron otpušta glutamat u sinaptičku pukotinu što kratkotrajno pojačava vezu između osjetilnog i motornog neurona.
Dugoročno pamćenje formira se kad podražaj, odnosno jačanje sinaptičke veze traje od nekoliko dana do nekoliko tjedana. Konstantna stimulacija osjetilnog neurona dovodi do promjene ekspresije gena i sinteze novih proteina. U konačnici dolazi do rasta neurona, formiranja novih dendrita samim time i novih sinaptički veza. Ove promjene nisu ograničene samo na osjetilne neurone nego su prisutne i motornim neuronima što znači da prilikom učenja dolazi do određenih anatomskih modifikacija, a pamćenje je pohranjeno upravo u njima.
Gdje tu nastupaju ovoidni neuroni?
Već spomenuti hipokampus – dio mozga ključan u pamćenju i prostornoj navigaciji, centar je brojnih istraživanja. Igra glavnu ulogu u pretvaranju kratkoročnog pamćenja u dugoročno, ali ne sudjeluje u njegovoj pohrani.
Hipokampus je uglavnom građen od piramidalnih neurona i upravo su oni odgovorni za provođenje spomenutih procesa, međutim grupa znanstvenika otkrila je nove – ovoidne neurone u hipokampusu miševa koji su prostorno susjedni piramidalnim, ali se razlikuju u ekspresiji gena, morfologiji, elektrofiziologiji i povezanosti.
Ovi posebni neuroni aktiviraju se samo u susretu s novim objektima, svaki sljedeći susret i mjesecima nakon neće rezultirati aktivacijom ovih ekscitatornih neurona.
Zašto je to bitno?
Dugo je poznato da hipokampus sudjeluje u prostornom i neprostornom učenju, ali nije bilo poznato jesu li ta dva proces povezana ili odvojena. Otkrićem ovoidnih neurona koji reagiraju samo na nove predmete, ali ne i na promjene u prostoru ova dva procesa su se odvojila.
Eksperimenti su pokazali da su ovi neuroni ključni za fazu kodiranja, ali ne kodiraju specifične detalje o predmetu. Pretpostavlja se da aktivirani ovoidni neuroni prenose „grubi“ signal novosti koji omogućuje rad složenih nizvodnih memorijskih sustava. Oni onda sudjeluju u kodiranju specifičnih informacija o novom predmetu.
Nove spoznaje
Kao svako novo otkriće, pa tako i ovo, otvorilo je vrata nekim novim idejama i shvaćanjima. Otkriće ovoidnih neurona i njihove uloge otvorilo je nova vrata u shvaćanju niza neuroloških poremećaja kao što su epilepsija i Alzheimerova bolest. Eksperimenti su pokazali da su ovoidni neuroni hiperekscitabilni što upućuje na njihovu moguću ulogu u inicijaciji i širenju epileptičkih napadaja. Kao takvi postali su meta novih tretmana epilepsije. S druge strane manipulacijom ovoidnih neurona mogli bismo utjecati na gubitak pamćenja kod Alzheimerove bolesti.
Otkriće ovoidnih neurona otvorilo je sasvim novo poglavlje u razumijevanju, a i liječenju ljudskog mozga. Dali su nam jednu novu perspektivu i u potpunosti promijenili dosadašnje shvaćanje procesa pamćenja. Morate se zapitati koliko toga još uvijek ne znamo?
Literatura
Kanderl ER, Dudai Y, Mayfor MR The Molecular and Systems Biology of Memory. Cell, 2014, 163 – 186
Shin ME, Parra-Bueno P, Yasuda R, Formation of long-term memory without short-term memory revealed by CaMKII inhibition. Nature Neuroscience, 2025, 35–3
