לכולם יש רגעים של שכחה מדי פעם, במיוחד כשאנחנו מתבגרים. אבל מבוגרים לא רק מתקשים לזכור מידע חדש. הם גם מתקשים לשנות את הזיכרונות האלה כשצצים פרטים חדשים. עם זאת, מעט ידוע על המנגנונים מאחורי עדכון הזיכרון וכיצד המנגנונים האלה משתבשים עם הגיל.
צוות חוקרים מפן סטייט זיהה אנזים שתורם לליקויים הקשורים לגיל בעדכון הזיכרון. כשהם חסומים, עכברים מבוגרים היו מסוגלים יותר לשלב מידע חדש וביצועים דומים לעמיתיהם הצעירים. החוקרים אמרו כי הממצאים, שפורסמו ב גבולות במדעי המוח המולקולרייםעשוי להוביל לפיתוח מטרות טיפוליות פוטנציאליות לשיפור הגמישות הקוגניטיבית בגיל מבוגר.
חשוב להבין מה קורה ברמה המולקולרית במהלך עדכון זיכרון כי, כבני אדם, רוב הזיכרונות שלנו הם עדכונים. אנחנו כל הזמן בונים על דברים שאנחנו כבר יודעים ומשנים זיכרונות קיימים. אבל אף אחד לא באמת בדק אם המנגנונים מאחורי יצירת זיכרון ועדכון זיכרון זהים או שהם ייחודיים לעדכון זיכרון. זה צעד קדימה כדי להבין את זה".
ג'נין קוואפיס, עוזרת פרופסור לביולוגיה ומחברת בכירה של המאמר
כאשר נוצר זיכרון, המוח חווט את עצמו מחדש כדי לשמור על זיכרון זה במקומו באמצעות תהליך הנקרא קונסולידציה. תאים מבטאים חלבונים בסינפסה, הפער בין נוירונים המאפשר תקשורת בין תאי עצב, ומקשרים יחד את התאים שהופעלו כאשר הזיכרון נוצר. כאשר הזיכרון נזכר, התאים הללו יורים יחד בו זמנית.
"כשמציגים לך מידע חדש, אתה צריך להוציא את הזיכרון הקיים הזה מהאחסון ולהחליש אותו כדי שהוא יהיה מוכן לקחת מידע חדש. ברגע שהמידע החדש נלמד והנוירונים החדשים האלה משולבים, הזיכרון המעודכן מתמצק. ואוחסן שוב," אמר קוואפיס. קוואפיס ציין שתהליך זה, הנקרא קונסולידציה מחדש, הופך פחות יעיל עם הגיל.
במחקר זה, צוות המחקר רצה להבין מדוע קשה יותר לעדכן זיכרונות בהזדקנות רגילה. אם הם יכולים לשפר את ביטוי הגנים במהלך איחוד מחדש, האם הם יכולים לשפר גם את עדכון הזיכרון?
כדי לבדוק זאת, הם חסמו את היסטון דאצטילאז 3 (HDAC3), אנזים המווסת את שעתוק הגנים, תהליך העתקת מידע מקטע DNA ל-RNA שבסופו של דבר ייצור חלבון מתפקד. הוכח כי HDAC3 משפיע לרעה על היווצרות זיכרון וביטוי גנים במהלך איחוד, אך החוקרים אמרו כי תפקידו בגיבוש מחדש של הזיכרון לא נחקר בעבר.
"HDAC3 בדרך כלל מהדק את הכרומטין, קומפלקס של DNA וחלבונים, ומקשה על התעתוק לקרות", אמר צ'אד סמיס, דוקטורנט לביולוגיה והמחבר הראשון של המאמר. "אם נחסום את הפעילות האנזימטית הזו מלהתרחש, זה עשוי לעזור לשמור על מצב כרומטין פתוח יותר ולשפר את ביטוי הגנים."
כאשר HDAC3 נחסם במהלך שלב איחוד הזיכרון מחדש, הוא מנע את החסרים האופייניים הקשורים לגיל בעדכון הזיכרון. עכברים מבוגרים יותר ביצעו כמו עמיתיהם הצעירים במהלך משימת עדכון זיכרון.
הצוות השתמש במתודולוגיה שנקראת פרדיגמת האובייקטים במיקומים מעודכנים, ש-Kwapis פיתחה במיוחד כדי לבדוק את עדכון הזיכרון. הוא כולל שלושה שלבים: מפגש אימון שבו עכברים לומדים שני מיקומים של חפצים זהים; סשן עדכון שבו אחד מהאובייקטים מועבר למיקום חדש; ומפגש מבחן שבו החפצים ממוקמים בארבעה מקומות נפרדים -; שני מקומות ההדרכה המקוריים, המיקום המעודכן ומיקום חדשני לחלוטין.
"עכברים אוהבים חידוש אז אם יש להם זיכרון טוב לאימון או לפגישת העדכון, הם יחקרו יותר את מיקום האובייקט החדש", אמר סמיס. "אבל אם יש להם זיכרון גרוע, הם נוטים לחקור את המיקומים שנלמדו קודם לכן באותה מידה כמו המיקום החדש."
על ידי זיהוי מנגנונים מולקולריים כמו HDAC3, צוות המחקר אמר שהם מקווים לספק מטרות טיפוליות פוטנציאליות לשיפור הגמישות הקוגניטיבית בגיל מבוגר.
"אם המנגנונים האלה ישפרו את הזיכרון בהזדקנות רגילה, הם עשויים לעזור גם במצבים כמו מחלת אלצהיימר ודמנציה", אמר קוואפיס.
מחברים אחרים של פן סטייט על המאמר כוללים את לורן בלפי, דוקטורנטית למדעי הביו המולקולריים, הסלולריים והאינטגרטיביים, וצ'אד ברונסוויק, דוקטורנט בתוכנית למדעי המוח. דסטיני רייט וסופיה בנטס, שהיו סטודנטים לתואר ראשון בפן סטייט בזמן המחקר; מארק אורבן, פוסט-דוקטורט בפן סטייט בזמן המחקר; וגם Guanhua Shu, שהיה סטודנט לתואר שני באוניברסיטת הרווארד בזמן המחקר, תרם למאמר.
מימון מהמכון הלאומי להזדקנות, הפדרציה האמריקני לחקר ההזדקנות והפרופסורה המוקדמת של פול ברג בפן סטייט מימנו את המחקר הזה.
