Oscar Wilde a numit memoria ”un jurnal pe care toţi îl purtăm cu noi”. În prezent o echipă de oameni de ştiinţă a reuşit să găsească modalitatea prin care se poate vedea unde şi cum este scris acest jurnal. Citiţi în continuare detalii despre ce au realizat aceştia.
Echipa, condusă de Don Arnold şi Richard Roberts de la University of Southern California, a creat nişte sonde microscopice care luminează sinapsele dintr-un neuron viu în timp real, prin ataşarea de markeri fluorescenţi pe proteinele sinaptice – toate acestea fără a fi afectată capacitatea de funcţionare a neuronului.
Aceste markere fluorescente le permit cercetătorilor să vadă pentru prima oară pe viu sinapsele excitatorii şi inhibitorii şi, ceea ce este foarte important, felul în care acestea se schimbă pe măsură ce se formează noi amintiri.
Sinapsele apar ca puncte luminoase de-a lungul dendritelor (ramurile unui neuron care transmit semnale electrochimice). Pe măsură ce creierul procesează noua informaţie, aceste puncte luminoase se schimbă, indicând vizual felul în care structurile sinaptice din creier au fost modificate de către noile date.
Acesta este un neuron viu de cultură. Punctele verzi indică sinapsele excitatorii, iar punctele roşii indică sinapsele inhibitorii. (Foto: Don Arnold)
"Atunci când creăm o amintire sau când învăţăm ceva, în creier se produce o schimbare fizică. Se pare că ceea ce se schimbă este distribuţia conexiunilor sinaptice”, a spus Arnold, profesor asociat de biologie moleculară şi de calcul la Colegiul de Litere şi Arte al University of Southern California şi coautor corespondent al articolului despre această cercetare, care a apărut în numărul revistei ştiinţifice ”Neuron” din 19 iunie.
Aceste sonde se comportă ca nişte anticorpi, dar sunt legate mult mai strâns şi sunt optimizate să lucreze în interiorul celulei, ceea ce anticorpii nu pot face. Pentru crearea lor, echipa a folosit o tehnică cunoscută sub numele de ”afişaj mRNA”, care a fost elaborată de Richard Roberts şi de Jack Szostak, laureat al premiului Nobel.
Folosind "afişajul mRNA” putem cerceta simultan mai mult de un miliard de potenţiale proteine diferite pentru a găsi o proteină care leagă cel mai bine ţinta”, a spus Roberts, coautor corespondent al articolului şi profesor de chimie şi inginerie chimică, care deţine funcţii atât de la Dornsife, cât şi de la Şcoala de Inginerie Viterbi din cadrul University of Southern California.
Sondele lui Arnold şi Roberts (numite "FingRs") sunt ataşate la PVF (proteina verde fluorescentă), o proteină izolată din meduze care prezintă o fluorescenţă verde strălucitoare atunci când este expusă la lumină albastră. Deoarece FingRs sunt proteine, genele care le codifică pot fi introduse în creierele animalelor vii, determinând celulele să fabrice ele însele aceste sonde.
Proiectarea sondelor FingRs include, de asemenea, şi un sistem regulator care stopează cantitatea generată de sonde FingR-PVF după ce proteina ţintă este etichetată în procent de 100%, eliminând astfel în mod eficient fluorescenţa de fundal şi obţinând o imagine mai precisă şi mai clară.
Aceste sonde pot fi introduse în creierele şoarecilor şi apoi vizualizate prin ferestrele craniene folosind microscopia cu doi fotoni.
Noua cercetare ar putea oferi o perspectivă de mare importanţă pentru oamenii de ştiinţă care au răspuns la iniţiativa BRAIN a preşedintelui Obama, de cercetare a creierului prin neurotehnologii avansate şi inovatoare (BRAIN - Brain Research Through Advancing Innovative Neurotechnologies), iniţiativă care a fost anunţată în luna aprilie a acestui an.
După modelul Proiectului Genomului Uman, obiectivul acestei iniţiative de 100 de milioane de dolari SUA este de a întreprinde o cercetare rapidă care să schiţeze cu exactitate modul în care funcţionează creierul şi care ne va permite să ”înţelegem mai bine cum gândim, cum învăţăm şi cum ne amintim”, după cum se afirmă pe site-ul web al iniţiativei BRAIN.
Traducere de Daniela Albu după scientists-memories-brain.
