Κάθε στιγμή, ο εγκέφαλός μας επεξεργάζεται αμέτρητες πληροφορίες: εικόνες που περνούν ξυστά από το οπτικό μας πεδίο, σκέψεις που εμφανίζονται και χάνονται σε δευτερόλεπτα, αλλά και εμπειρίες που μπορεί να μας πληγώσουν ή να μας αλλάξουν. Από αυτό το χαοτικό σύνολο, ο εγκέφαλος πρέπει να αποφασίσει ποιες πληροφορίες αξίζει να μετατραπούν σε μνήμες και για πόσο διάστημα.

Νέα μελέτη, δημοσιευμένη στο Nature, αποκαλύπτει ότι η μακροπρόθεσμη μνήμη σχηματίζεται μέσα από μια σειρά μοριακών «χρονομέτρων» που ενεργοποιούνται σε διαφορετικές περιοχές του εγκεφάλου. Πρόκειται για έναν δυναμικό μηχανισμό: κάποιες μνήμες ενισχύονται και σταθεροποιούνται, ενώ άλλες αποδυναμώνονται μέχρι να ξεθωριάσουν.

Ο εγκέφαλος δεν αποθηκεύει απλά μνήμες

Για χρόνια, η επιστημονική κοινότητα αντιμετώπιζε τη μνήμη σαν μια σχετικά απλή διαδικασία:

  • Οι βραχυπρόθεσμες μνήμες σχηματίζονται στον ιππόκαμπο.

  • Οι μακροπρόθεσμες μεταφέρονται στον φλοιό.

Ωστόσο, αυτό το μοντέλο δεν εξηγούσε γιατί κάποιες μνήμες διαρκούν εβδομάδες και άλλες μια ολόκληρη ζωή.

Η Πρίγια Ρατζασεθουπάτι, επικεφαλής του Skoler Horbach Family Laboratory of Neural Dynamics and Cognition, εξηγεί: «Αυτό που επιλέγουμε να θυμόμαστε είναι μια συνεχώς εξελισσόμενη διαδικασία».

Το 2023, η ομάδα της εντόπισε μια κρίσιμη νευρωνική οδό που συνδέει τον ιππόκαμπο με τον φλοιό μέσω του θαλάμου. Ο θάλαμος δεν είναι μόνο «σταθμός» αισθητηριακών πληροφοριών, αλλά και κόμβος που φαίνεται να αποφασίζει ποιες αναμνήσεις θα προωθηθούν για μακροπρόθεσμη αποθήκευση.

Πώς ωριμάζει μια μνήμη

Η μνήμη φαίνεται να εξελίσσεται μέσα από διαδοχικά μοριακά στάδια. Κάθε στάδιο λειτουργεί σαν χρονοδιακόπτης:

Τα πρώτα«χρονόμετρα» ενεργοποιούνται γρήγορα, αλλά εξίσου γρήγορα σβήνουν.

Τα επόμενα ενεργοποιούνται πιο αργά, αλλά χαρίζουν στη μνήμη μεγαλύτερη διάρκεια.

Αν μια μνήμη δεν «περάσει» όλα αυτά τα στάδια, θα ξεχαστεί.

Οι τρεις ρυθμιστές της μνήμης

Η ομάδα εντόπισε τρία μόρια-κλειδιά που λειτουργούν σαν «φύλακες» της διάρκειας της μνήμης:

  • Camta1: σταθεροποιεί τη μνήμη βραχυπρόθεσμα.

  • Tcf4: ενισχύει την κυτταρική συνοχή στον θάλαμο και διατηρεί τις συνδέσεις με τον φλοιό.

  • Ash1l: στον πρόσθιο φλοιό του προσαγωγίου, ενεργοποιεί μηχανισμούς αναδιαμόρφωσης της χρωματίνης, χαρίζοντας μακροπρόθεσμη ανθεκτικότητα.

Το ενδιαφέρον είναι ότι κανένα από αυτά τα μόρια δεν απαιτείται για τη δημιουργία μιας μνήμης, μόνο για τη διατήρησή της. Όταν οι ερευνητές «έσβησαν» τα Camta1 και Tcf4, οι συνδέσεις θάλαμου–φλοιού διαταράχθηκαν και οι μνήμες χάθηκαν.

Το Ash1l ανήκει σε μια οικογένεια πρωτεϊνών που ήδη γνωρίζουμε από το ανοσοποιητικό σύστημα και την κυτταρική ανάπτυξη. Βοηθούν το σώμα να θυμάται ιούς και μικρόβια και τα κύτταρα να διατηρούν την ταυτότητά τους. Όπως σημειώνει η ερευνητική ομάδα, ο εγκέφαλος φαίνεται να «δανείζεται» αυτούς τους μηχανισμούς για να υποστηρίξει τις γνωστικές μνήμες.

Τι σημαίνουν όλα αυτά για παθήσεις όπως το Αλτσχάιμερ

Τα ευρήματα ανοίγουν τον δρόμο για νέες θεραπευτικές προσεγγίσεις στις νευροεκφυλιστικές ασθένειες.

Αν γνωρίζουμε ποιες περιοχές είναι κρίσιμες για τη σταθεροποίηση μιας μνήμης, ίσως μπορέσουμε:

  • να ενισχύσουμε τα “υγιή” μονοπάτια

  • ή να παρακάμψουμε κατεστραμμένα κυκλώματα, βελτιώνοντας τη μνημονική λειτουργία σε παθήσεις όπως το Αλτσχάιμερ.

Όπως εξηγεί η Ρατζασεθουπάτι: «Ίσως μπορέσουμε να αφήσουμε τις υγιείς περιοχές του εγκεφάλου να αναλάβουν τον έλεγχο όταν οι πρώτες έχουν υποστεί βλάβες».

Το μέλλον της έρευνας

Η ομάδα τώρα διερευνά:

  • τι ενεργοποιεί κάθε μοριακό χρονοδιακόπτη,

  • γιατί ενεργοποιούνται σε διαφορετικούς χρόνους,

  • και πώς ο θάλαμος συντονίζει αυτή τη σύνθετη διαδικασία.