מחקר פורץ דרך שפורסם היום ב- כתב עת למדעי המוח שופך אור חדש על האופן שבו תאי מוח מעבירים מידע קריטי מהגפיים שלהם לגרעין שלהם, מה שמוביל להפעלה של גנים החיוניים ללמידה ולזיכרון.
חוקרים זיהו מסלול מפתח הקושר את האופן שבו נוירונים שולחים אותות זה לזה, או פעילות סינפטית, לביטוי של גנים הנחוצים לשינויים ארוכי טווח במוח, ומספק תובנות חיוניות לגבי התהליכים המולקולריים שבבסיס היווצרות הזיכרון.
"ממצאים אלה מאירים מנגנון קריטי המחבר בין פעילות סינפטית מקומית לשינויי ביטוי גנים רחבים יותר הנחוצים ללמידה ולזיכרון", אמר מארק דל'אקווה, פרופסור לפרמקולוגיה באוניברסיטת קולורדו בקמפוס הרפואי אנשוץ ומחבר בכיר של המחקר. "המאמר הזה הוא בעיקר ממצא מדעי בסיסי של תהליך בסיסי של מה שתאי עצב עושים. הבנת מערכת הממסר הזו לא רק משפרת את הידע שלנו על תפקוד המוח, אלא גם יכולה לתת מידע טוב יותר לטיפולים טיפוליים בהפרעות קוגניטיביות."
הגרעין שבו נשלטים הגנים שמשנים את תפקוד הנוירונים נמצא במרחק רב מהמקום שבו נוירונים מקבלים קלט מהסינפסות שלהם, הממוקמות בדנדריטים מרוחקים הנמשכים כמו ענפים מגזע העץ. מחקר זה מתמקד ב-cAMP-response element binding protein (CREB), גורם שעתוק הידוע כמווסת גנים חיוניים לשינויים דינמיים בסינפסות, החיוני לתקשורת נוירונית. למרות התפקיד המתועד היטב של CREB בתמיכה בלמידה ובזיכרון, המנגנונים המדויקים המובילים להפעלת CREB במהלך פעילות עצבית נותרו לא ברורים.
באמצעות טכניקות מיקרוסקופיה מתקדמות, סטודנטית לתואר שני קטלין זנט בקבוצת המחקר של ד"ר Dell'Acqua חשפה מנגנון ממסר חיוני הכולל הפעלה של קולטנים ותעלות יונים המייצרות אותות סידן המתקשרים במהירות מסינפסות בענפי דנדריטים מרוחקים לגרעין בגוף תאי הנוירון. .
"בהמשך, המחקר הזה יאפשר לנו לבחון טוב יותר את האופן שבו מסלולים אלה מנוצלים במצבי מחלה שונים", אמר Dell'Acqua. "יכולנו לראות בדיוק באילו חלקים של המנגנון החדש הזה מפריעים והיכן, לתת לנו מושג טוב יותר כיצד המסלול הזה המשפיע על הלמידה והזיכרון מושפע. מחקר זה מדגיש יעדים פוטנציאליים להתערבויות המכוונות למצבים כמו מחלת אלצהיימר וזיכרון אחר- הפרעות הקשורות".