Kiểm tra cơ sở phân tử của trí nhớ dài hạn
Các nhà khoa học tin rằng điện thế dài hạn (LTP) - sự gia tăng lâu dài của tín hiệu qua kết nối giữa các tế bào não - tạo cơ sở cho khả năng ghi nhớ và học hỏi của chúng ta theo thời gian.
Các nhà nghiên cứu tại Trung tâm Y tế Đại học Duke đã phát hiện ra một chuỗi các phân tử tín hiệu cho phép một tín hiệu thường rất ngắn kéo dài hàng chục phút. Kích thích này cung cấp khung não cho các kết nối mạnh mẽ hơn (khớp thần kinh) có thể tạo ra trí nhớ trong khoảng thời gian vài tháng hoặc thậm chí nhiều năm.
Phát hiện của họ về cách các khớp thần kinh thay đổi độ bền của các kết nối có thể ảnh hưởng đến bệnh Alzheimer, chứng tự kỷ và chậm phát triển trí tuệ, Ryohei Yasuda, Tiến sĩ, phó giáo sư sinh học thần kinh và là tác giả cao cấp cho biết.
Yasuda, nhà khoa học về nghề nghiệp ban đầu của Viện Y khoa Howard Hughes cho biết: “Chúng tôi phát hiện ra rằng một quá trình sinh hóa kéo dài trong một thời gian dài là nguyên nhân tạo ra khả năng lưu trữ bộ nhớ.
Nghiên cứu được xuất bản trong Thiên nhiên.
Các nhà nghiên cứu đang điều tra các phân tử tín hiệu điều chỉnh bộ xương actin, đóng vai trò là khung cấu trúc của khớp thần kinh.
Yasuda nói: “Các phân tử tín hiệu có thể giúp sắp xếp lại bộ khung và cung cấp thêm khối lượng và sức mạnh cho các khớp thần kinh. “Chúng tôi lý luận rằng một trí nhớ lâu dài có thể đến từ những thay đổi trong các tổ hợp khối xây dựng.”
Các nhà nghiên cứu của Duke đã biết rằng điện thế dài hạn, một tập hợp các xung điện kéo dài trong các tế bào thần kinh, được kích hoạt bởi sự gia tăng thoáng qua của các ion canxi (Ca2 +) trong khớp thần kinh. Họ đã nghĩ ra các thí nghiệm để tìm hiểu chính xác cách tín hiệu Ca2 + ngắn, chỉ kéo dài trong ~ 0,1 giây, được chuyển thành sự thay đổi lâu dài (hơn một giờ) trong quá trình truyền qua synap.
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng kỹ thuật hiển vi 2 photon để trực quan hóa tín hiệu phân tử trong các khớp thần kinh đơn đang trải qua LTP, một phương pháp được phát triển trong phòng thí nghiệm Yasuda. Phương pháp kính hiển vi này cho phép nhóm theo dõi hoạt động phân tử trong các khớp thần kinh đơn lẻ trong khi đo lường các khớp thần kinh để tăng thể tích và độ bền của các kết nối.
Họ phát hiện ra rằng các phân tử tín hiệu Rho và Cdc42, các chất điều hòa của bộ xương actin, được kích hoạt bởi CaMKII, và chuyển tín hiệu CaMKII thành các tín hiệu kéo dài nhiều phút. Những tín hiệu kéo dài này rất quan trọng để duy trì tính dẻo dai lâu dài của các khớp thần kinh, khả năng thay đổi của não trong quá trình học hoặc ghi nhớ.
Nhiều bệnh tâm thần như chậm phát triển trí tuệ và bệnh Alzheimer có liên quan đến các tín hiệu Rho và Cdc42 bất thường, Yasuda nói. Ông nói: “Vì vậy, phát hiện của chúng tôi sẽ cung cấp nhiều hiểu biết sâu sắc về những căn bệnh này.
Nguồn: Đại học Duke
