Beyin, nöronları arasında sinaps olarak bilinen küçük bir boşlukla ayrılmış binlerce ve binlerce bağlantı içerir.. Bu, bilginin nörondan nöronlara iletildiği yer..

Bir süre önce sinaps aktivitesinin statik olmadığı, yani her zaman aynı olmadığı görüldü. Yaşadığımız şeyler gibi dış uyaranların bir sonucu olarak geliştirilebilir veya azaltılabilir. Bu sinaps modüle edebilme kalitesi serebral plastisite veya nöroplastisite olarak bilinir.

Şimdiye kadar, sinapsları modüle etme yeteneğinin, beyin gelişimi için öğrenme ve hafıza kadar önemli olan iki aktiviteye aktif olarak dahil olduğu varsayılmıştır. Şimdiye kadar diyorum ki, bu açıklayıcı şemaya yeni bir alternatif akım olduğu için, hafızanın işleyişini anlamak için sinapslar o kadar önemli değil normal inanmak gibi.

Sinapsların tarihi

Ramón y Cajal sayesinde, nöronların birleşik bir doku oluşturmadığını biliyoruz, ancak hepsinin daha sonra Sherrington'ın “sinaps” olarak adlandırdığı mikroskobik yerler, interneuronal boşluklarla ayrıldığını biliyoruz. On yıllar sonra, psikolog Donald Hebb, sinapsların zaman içinde her zaman eşit olmadığı ve modüle edilebileceği, yani nöroplastisite olarak bildiklerimizden bahsettiği bir teori sunacaktı: İki veya daha fazla nöron, aralarındaki ilişkinin birleşmesine veya bozulmasına neden olabilir., belirli iletişim kanallarının diğerlerinden daha sık yapılması. Meraklı bir gerçek olarak, bu teoriyi uygulamadan elli yıl önce, Ramón ve Cajal, yazılarında bu modülasyonun varlığına dair kanıt bıraktı..

Bugün beyin plastisite sürecinde kullanılan iki mekanizmayı biliyoruz: iki nöron arasındaki sinaps yoğunlaşması olan uzun vadeli güçlendirme (LTP); ve uzun vadeli depresyon (LTD), ilkiyle uyuşmaz, yani bilgi aktarımında azalma.

Bellek ve sinirbilim, tartışmalı ampirik kanıtlar

Öğrenme, yeni bilgiler edinmek için yaşamdaki olayları ve olayları ilişkilendirme sürecimizdir. Bellek zamanla öğrenilen bu bilgiyi sürdürme ve elde tutma etkinliğidir. Tarih boyunca beynin bu iki aktiviteyi nasıl gerçekleştirdiğini araştıran yüzlerce deney yapılmıştır..

Bu araştırmada bir klasik, Kandel ve Siegelbaum'un (2013) küçük bir omurgasız, Aplysia olarak bilinen deniz salyangozu eseridir. Bu soruşturmada, Sinaptik iletkenlikteki değişikliklerin, hayvanın çevreye nasıl tepki verdiğinin bir sonucu olarak ortaya çıktığını gördüler., sinapsın öğrenme ve ezberleme sürecine dahil olduğunu kanıtlamak. Ancak Aplysia ile Chen ve ark. (2014) daha önce varılan sonuçlarla çakışan bir şey bulmuştur. Çalışma, uzun süreli hafızanın hayvanlarda, sinapsın ilaçlarla inhibe edilmesinden sonra motor fonksiyonlarda devam ettiğini, sinapsın tüm bellek işlemine katıldığı fikrinden şüphe duyduğunu ortaya koymaktadır..

Bu fikri destekleyen bir başka vaka, Johansson ve ark. (2014). Bu vesileyle serebellumun Purkinje hücreleri incelendi. Bu hücrelerin hareketlerin ritmini kontrol etme fonksiyonları vardır ve doğrudan ve ilaçlarla sinapsların inhibisyonu altında uyarılmaları, her şeye rağmen hız kazanmaya devam ettiler. Johansson, hafızasının dış mekanizmalardan etkilenmediği ve sinapsların etkilerinden bağımsız olarak mekanizmayı tek tek kontrol eden Purkinje hücreleri olduğu sonucuna vardı..

Son olarak, Ryan ve ark. (2015), sinaps gücünün hafızanın pekiştirilmesinde kritik bir nokta olmadığını göstermeye hizmet etti. Çalışmalarına göre, hayvanlara protein inhibitörleri enjekte ederken bir retrograd amnezi üretilir, yani yeni bilgileri tutamazlar. Fakat aynı durumda, bazı proteinlerin (optogenetik olarak bilinen bir yöntem) üretimini uyaran küçük ışık parlamaları uygularsak, indüklenen kimyasal blokaja rağmen hafızayı koruyabiliriz..

Öğrenme ve hafıza, birleşik veya bağımsız mekanizmalar?

Bir şeyi ezberlemek için önce bunu öğrenmeliyiz. Bunun nedeni olup olmadığını bilmiyorum, fakat mevcut sinirbilimsel literatür bu iki terimi bir araya getirme eğilimindedir ve temelde oluşturdukları deneyler genellikle öğrenme sürecini ve hafızayı ayırt etmeye izin vermeyen belirsiz bir sonuca sahiptir. ortak mekanizma ya da değil.

İyi bir örnek, Martin ve Morris'in (2002) hipokampusun bir öğrenme merkezi olarak çalışmasındaki çalışmasıdır. Araştırma üssü, nörotransmiter glutamatı tanıyan ve LTP sinyaline katılan bir protein olan N-Metil-D-Aspartat (NMDA) reseptörlerine odaklandı. Hipotalamus hücrelerinde uzun süreli bir güçlenme olmadan, yeni bilgi edinmenin mümkün olmadığını gösterdiler. Deney, NMDA reseptör blokerlerinin, bir sal ile bir su tamburunda bırakılan, salların inhibitörsüz farelerin aksine, testi tekrarlayarak salın yerini öğrenemediği farelerde uygulanmasından ibarettir..

Daha sonraki çalışmalar, eğer sıçan inhibitörlerin uygulanmasından önce eğitim alırsa, sıçanın LTP kaybını "telafi ettiği" anlamına gelir, yani hafızası vardır. Göstermek istediğimiz sonuç şudur: LTP aktif olarak öğrenmeye katılır, ancak bilgi edinme konusunda o kadar açık değildir..

Serebral plastisitenin etkisi

Bunu gösteren birçok deney var. nöroplastisite yeni bilgilerin edinilmesine aktif olarak katılır, örneğin, yukarıda sözü edilen durum veya glutamat üretimi için genin elimine edildiği transgenik farelerin yaratılmasında hayvanın öğrenmesini son derece zorlaştıran.

Öte yandan, bellekteki rolü, alıntı yapılan birkaç örnekle okuyabileceğiniz için, daha şüpheli olmaya başlar. Bir bellek teorisi sinapslardan ziyade hücrelerin içinde olduğunu ortaya çıkarmaya başladı. Ancak psikolog ve sinirbilimci Ralph Adolph’un belirttiği gibi, Sinirbilim, gelecek elli yılda öğrenme ve hafızanın nasıl çalıştığını çözecektir., yani, yalnızca zaman her şeyi netleştirir.

Bibliyografik referanslar:

• Chen, S., Cai, D., Pearce, K., Sun, P.Y.-W., Roberts, A.C. ve Glanzman, D.L. (2014). Aplysia'daki davranışsal ve sinaptik ifadesinin silinmesini takiben uzun süreli hafızanın eski haline getirilmesi. eLife 3: e03896. doi: 10.7554 / eLife.03896.
• Johansson, F., Jirenhed, D. - A., Rasmussen, A., Zucca, R. ve Hesslow, G. (2014). Serebellar Purkinje hücrelerinde lokalize hafıza izleme ve zamanlama mekanizması. Proc. Natl. Acad. Sci. 111, 14930-14934. doi: 10.1073 / pnas.1415371111.
• Kandel, E. R. ve Siegelbaum, S.A. (2013). Neural Science, 5th Edn, Eds ER Kandel, JH Schwartz, TM Jessell, Siegelbaum SA ve AJ Hudspeth (New York, NY: McGraw-Hill) "Örtük bellek depolamanın hücresel mekanizmaları ve bireyin biyolojik temelleri" ), 1461-1486.
• Martin, S.J. ve Morris, R.G. M. (2002). Eski bir fikirde yeni hayat: sinaptik plastisite ve bellek hipotezi yeniden düzenlendi. Hipokampus 12, 609-636. doi: 10.1002 / hipo 10107.
• Ryan, T.J., Roy, D.S., Pignatelli, M., Arons, A. ve Tonegawa, S. (2015). Engram hücreleri, retrograd amnezi altında hafızayı tutar. Science 348, 1007-1013. doi: 10.1126 / bilim.aaa5542.