Znanstvenici su otkrili nestalo ‘ljepilo’ koje spaja naše uspomene

Poznati irski književnik i dramatičar Oscar Wilde jednom je rekao da je sjećanje poput dnevnika koji nosimo sa sobom cijeli život, ali stvarni biološki mehanizam koji stoji iza tog “dnevnika” još uvijek nije u potpunosti razjašnjen. Tijekom sedamdesetih godina, znanstvenici su otkrili fenomen poznat kao dugotrajna potencijacija (LTP), koji objašnjava kako sinapse jačaju ili slabe u procesu stvaranja sjećanja. Međutim, taj pronalazak pruža samo djelomičan uvid u složenost procesa koji oblikuju našu sposobnost pamćenja.

Da bi se postiglo ovo čudo, piše Popular Mechanics, sinapse se oslanjaju na niz molekula koje su ključne za formiranje određenih vrsta sjećanja. Jedna od tih molekula je PKMzeta (protein kinaza Mzeta), za koju je 2006. godine u eksperimentima na štakorima otkriveno da, kada je inhibirana u mozgu, uzrokuje prekidanje prostorne memorije u hipokampusu. Dakle, problem je riješen, zar ne? Pa, kako to često biva, kada je riječ o razumijevanju složenih funkcija ljudskog mozga, stvari su malo kompliciranije.

Jedan od glavnih problema s PKMzeta kao molekulom koja oblikuje sjećanje je taj što ne traje dugo u mozgu—zadržava se samo nekoliko sati ili dana. Ljudi s tako kratkotrajnim pamćenjem teško bi razvili poljoprivredu ili lansirali rakete u svemir. Također, s omjerom od 10.000 sinapsi na svaki neuron, znanstvenici nisu razumjeli kako točno PKMzeta jača određene sinapse, a druge ne.

Nova studija znanstvenika sa Državnog sveučilišta New York (SUNY) na Zavodu za zdravstvene znanosti konačno donosi odgovore na dugogodišnja pitanja. Ispostavilo se da PKMzeta dobiva pomoć od molekule poznate kao KIBRA (bubrežni i moždani proteinski adaptor).

“Tijekom formiranja sjećanja, aktiviraju se sinapse koje sudjeluju u tom procesu,” izjavio je Todd Sacktor, viši autor studije sa SUNY-a, u priopćenju za javnost. “KIBRA se tada selektivno pozicionira u tim sinapsama. PKMzeta se veže za KIBRA-sinaptičku oznaku i tako održava te sinapse jakima. Ovo omogućava da se sinapse zalijepe za novoformiranu KIBRA-u, privlačeći još više novoformirane PKMzeta-e.”

Karika koja nedostaje

Znanstvenici KIBRA-u nazivaju “nedostajućom karikom”, molekulom koja djeluje kao ljepilo koje omogućuje da uspomene traju godinama, čak i desetljećima. U studiji su istraživali ove molekule na laboratorijskim miševima te otkrili da blokiranje njihove interakcije ometa prostornu memoriju. Iako obje molekule imaju kratak životni vijek, njihova interakcija je dugotrajna.

Sacktor se osvrnuo na hipotezu iz 1984. godine koju je iznio Francis Crick, ko-otkrivač DNK, a koja opisuje formiranje sjećanja kao “molekularnu smjenu”. Sacktor uspoređuje ovu ideju s poznatim filozofskim konceptom Tezejeva broda, koji postavlja pitanje: je li brod koji je toliko puta popravljen i kojem su svi dijelovi zamijenjeni, još uvijek isti brod koji je isplovio? Slično tome, PKMzeta i KIBRA mogli bi zajedno djelovati u stvaranju dugotrajnih sjećanja.

“Mehanizam trajnog sinaptičkog označavanja koji smo otkrili analogan je načinu na koji novi dijelovi zamjenjuju stare kako bi Tezejev brod ostao isti kroz generacije,” rekao je Sacktor, “što omogućava sjećanjima da traju godinama, iako se proteini koji održavaju ta sjećanja stalno zamjenjuju. Francis Crick je intuirao ovaj mehanizam, čak je predvidio ulogu protein kinaze. Ali bilo je potrebno 40 godina da se otkrije da su KIBRA i PKMzeta ključni i da se razjasni njihov mehanizam djelovanja.”

Ova otkrića o međusobnim interakcijama PKMzeta i KIBRA otvaraju mnoge nove mogućnosti, uključujući i one na rubu znanstvene fantastike.

“Sve više vidim potencijal za direktno unošenje proteina u neurone putem genske terapije,” izjavio je Sacktor za Scientific American, što bi teoretski moglo ojačati blijede uspomene. No za sada su brisanje sjećanja, kao iz Harry Pottera ili uz pomoć gadgeta iz Men in Black, daleko od stvarnosti. “Ako bi se ovaj mehanizam koristio za ciljano uklanjanje neželjenih sjećanja—što je samo po sebi etički upitno—morali bismo pronaći način da ga primijenimo isključivo na određena sjećanja.”