Как работает наша память? Всё дело в белках!

Молекулярные механизмы формирования долговременной памяти длительное время оставались одной из ключевых загадок нейробиологии. Революционные исследования Эрика Кандела впервые продемонстрировали фундаментальную роль синтеза белков в этом процессе, что открыло новую эру в понимании работы мозга и механизмов памяти.

В своих экспериментах на Aplysia californica Кандела показал, что формирование долговременной памяти принципиально отличается от краткосрочной на молекулярном уровне. Если краткосрочная память основана на временных модификациях существующих белков и синаптических связей, то долговременная память требует активации генов и синтеза новых белковых молекул.

Процесс начинается с активации NMDA-рецепторов и последующего повышения внутриклеточной концентрации кальция. Это запускает каскад молекулярных событий, включающий активацию аденилатциклазы и повышение уровня цАМФ. Циклический АМФ, в свою очередь, активирует протеинкиназу А (PKA), которая фосфорилирует ряд ключевых субстратов, включая транскрипционные факторы семейства CREB.

Активированные транскрипционные факторы запускают экспрессию генов раннего ответа, что приводит к синтезу эффекторных белков. Именно эти вновь синтезированные белки обеспечивают структурные изменения в синапсах, необходимые для долговременного хранения информации. Происходит модификация существующих и формирование новых синаптических контактов, ремоделирование дендритных шипиков и стабилизация синаптической пластичности.

Понимание этих механизмов имеет колоссальное значение для клинической практики. При многих нейродегенеративных заболеваниях, включая болезнь Альцгеймера, наблюдаются нарушения описанных молекулярных каскадов. Дисфункция механизмов синтеза белков может лежать в основе широкого спектра когнитивных нарушений – от возраст-ассоциированных до постишемических и связанных с психическими заболеваниями.

Эти знания открывают новые терапевтические возможности. Воздействие на различные компоненты сигнального пути цАМФ/PKA/CREB, модуляция синаптической пластичности и стимуляция синтеза нейротрофических факторов становятся перспективными направлениями в разработке новых методов лечения когнитивных нарушений.

Особое значение имеет возможность оценки эффективности терапии через мониторинг биомаркеров синаптической пластичности и структурных изменений мозга с помощью современных методов нейровизуализации. Это позволяет не только контролировать результаты лечения, но и персонализировать терапевтические подходы.

Открытие Кандела наглядно продемонстрировало, что память имеет материальную основу на молекулярном уровне, а ее формирование представляет собой активный биологический процесс, требующий синтеза новых белков. Эти фундаментальные знания продолжают служить основой для разработки новых терапевтических стратегий при различных нейрокогнитивных нарушениях и открывают широкие перспективы для дальнейших исследований в области нейробиологии памяти.

Источник: vk.com

Комментарии: