Forskere ved Human Brain-projektet har forfinet deres menneskelige hjernemodel og afsløret mysteriet om, hvordan minder dannes og nervesystemet tilpasser sig.
Erindringer er en integreret del af vores liv. Det er ikke for intet, at tabet af kortvarig eller langvarig hukommelse påvirker den menneskelige psyke kraftigt, og i første tilfælde kan det endda rive ham væk fra resten af verden. I en sund hjerne kan information opbevares i flere år, selvom kendskabet til det var flygtigt. Men hvordan sker det?
Informationsbehandling i hjernen finder sted i neuroner, der er forbundet med synapser. Hver ændring af disse synapser har indflydelse på, hvordan vi husker ting eller reagerer på bestemte stimuli. Én måde at modificere neurale kredsløb er gennem processen med synaptisk plasticitet, hvorved visse synapser enten styrkes eller svækkes over tid som reaktion på neurale aktiviteter.
Ved at analysere netværk af biokemiske reaktioner, der ligger til grund for synaptisk modifikation, kunne forskere fra Human Brain Project, der samlede forskere fra forskellige europæiske universiteter, få ny viden om plastisitetsmekanismerne.
I neuroner forekommer ekstern og intern informationsbehandling gennem transmission af signaler gennem synaptiske netværk. Det er dem, der bestemmer synaptisk plasticitet. Nogle gange er endda individuelle molekyler - enzymer eller proteiner - i stand til at udløse computerkraft på disse netværk. Et af disse molekyler er pattedyradenylatcyclase (AC) -familien af enzymer, der kan oversætte ekstracellulære signaler til det intracellulære molekyle af cyklisk adenosinmonophosphat (cAMP), et af de vigtigste cellulære signalmolekyler.
I deres arbejde fandt neuroscientists af projektet, at hjernen producerer ni varianter af AC proteiner. En af disse, AC5, er den dominerende form i striatum, en struktur involveret i hukommelse, adfærd og belønning for at lære nye færdigheder. Under træning er produktion af cAMP afgørende for at styrke synapser, der forbinder neuronerne i hjernebarken til striatum. Derudover viste det sig, at dannelsen af disse bindinger afhænger af adskillige systemer, såsom dopamin og acetylcholin.
Forfatter: Nikita Shevtsov