Yaddaşın sirləri: Niyə bəzi xatirələr unudulmur

Yaddaşın Yaradılması və Davamlılığının Sirləri Beyindəki Molekulyar Zamanlayıcılarla Açılır

Hər gün beyin ətrafımızdan gələn təəssüratları, yaradıcı ideyaları və emosional təcrübələri şəxsiyyətimizi formalaşdıran, qərarlarımıza istiqamət verən qalıcı yaddaşlara çevirir. Neyroelmin¹ mərkəzi suallarından biri beyinin hansı məlumat parçalarını saxlamağa dəyər hesab etdiyi və bu yaddaşların nə qədər müddət qalmalı olduğunu necə müəyyənləşdirməsidir.

Son kəşflər uzunmüddətli yaddaşların beyinin müxtəlif hissələrində aktivləşən bir sıra molekulyar zamanlama mexanizmləri vasitəsilə formalaşdığını göstərir. Siçanlar üzərində virtual reallıq davranış sistemi istifadə edərək, alimlər yaddaşları getdikcə daha stabil vəziyyətlərə keçirməyə və ya onların tamamilə solmasına imkan verən tənzimləyici amilləri müəyyən ediblər.

Nature jurnalında dərc olunan bir araşdırma bir neçə beyin bölgəsinin zamanla yaddaşları yenidən təşkil etmək üçün necə birgə fəaliyyət göstərdiyini vurğulayır. Bu prosesdə hər bir yaddaşın nə dərəcədə əhəmiyyətli və davamlı olacağını qiymətləndirməyə kömək edən nəzarət nöqtələri mövcuddur.

Skoler Horbach Ailəsinin Sinir Dinamikası və Koqnisiya Laboratoriyasının rəhbəri Priya Rajasethupathy deyir: "Bu, yaddaşların davamlılığını necə tənzimlədiyimizi izah edən əsas bir kəşfdir. Nəyi xatırlamağımız bir dəfə çevrilən düymə deyil, davamlı inkişaf edən bir prosesdir."

Klassik Yaddaş Modelindən Kənara: Yeni Anlayışlar

Uzun illər boyu tədqiqatçılar iki əsas yaddaş mərkəzinə diqqət yetirmişdilər: qısamüddətli yaddaşı dəstəkləyən hipokampus² və uzunmüddətli yaddaşları saxladığına inanılan korteks³. Bu uzunmüddətli yaddaşların bioloji açma/söndürmə düymələrinin arxasında yerləşdiyi düşünülürdü.

Rajasethupathy qeyd edir ki, "Beyindəki mövcud yaddaş modelləri tranzistor tipli yaddaş molekullarını bir açma/söndürmə düyməsi kimi nəzərdə tuturdu."

Bu köhnə baxışa görə, bir yaddaş uzunmüddətli saxlama üçün qeyd edildikdə, o, sonsuz müddətə davam edəcəkdi. Baxmayaraq ki, bu çərçivə faydalı fikirlər təqdim etsə də, bəzi uzunmüddətli yaddaşların niyə həftələrlə, digərlərinin isə on illərlə canlı qaldığını izah edə bilmirdi.

Qısa və Uzunmüddətli Yaddaşı Birləşdirən Əsas Yol

2023-cü ildə Rajasethupathy və həmkarları qısa və uzunmüddətli yaddaş sistemlərini birləşdirən bir beyin dövrəsini təsvir etdilər. Bu yolun mərkəzi elementi talamusdur⁴. O, hansı yaddaşların saxlanılmalı olduğunu müəyyən etməyə kömək edir və onları uzunmüddətli stabilləşmə üçün korteksə yönəldir.

Bu kəşflər daha dərin suallara yol açdı: Yaddaşlar hipokampusu tərk etdikdən sonra nə baş verir və hansı molekulyar proseslər bir yaddaşın qalıcı olacağına və ya yox olmasına qərar verir?

Virtual Reallıq Təcrübələri Yaddaşın Davamlılığını Açıqlayır

Bu mexanizmləri araşdırmaq üçün qrup siçanlara spesifik yaddaşlar formalaşdırmağa imkan verən virtual reallıq sistemi qurdu. Rajasethupathy deyir: "Laboratoriyamızdakı postdoc Andrea Terceros bu problemi yeni şəkildə açmağa imkan verən zərif bir davranış modeli yaratdı. Müəyyən təcrübələrin nə qədər tez-tez təkrarlanmasını dəyişərək, siçanların bəzi şeyləri digərlərindən daha yaxşı xatırlamasını təmin edə və sonra beyində yaddaş davamlılığı ilə əlaqəli mexanizmləri araşdıra bildik."

Təkcə korrelyasiya əsas suallara cavab verə bilmədiyindən, tədqiqatın digər rəhbəri Celine Chen talamus və korteksdə gen fəaliyyətini dəyişdirmək üçün CRISPR⁵ əsaslı skrininq platforması yaratdı. Bu yanaşma müəyyən molekulların çıxarılmasının yaddaşların nə qədər davam etdiyini dəyişdiyini və hər bir molekulun öz zaman ölçüsünə görə fəaliyyət göstərdiyini göstərdi.

Zamanlayıcı Proqramlar Yaddaşın Sabitliyini İstiqamətləndirir

Nəticələr göstərir ki, uzunmüddətli yaddaş tək bir açma/söndürmə düyməsinə deyil, beyində molekulyar zamanlayıcılar kimi fəaliyyət göstərən gen-tənzimləyici proqramlar ardıcıllığına əsaslanır.

Erkən zamanlayıcılar tez aktivləşir, lakin sürətlə zəifləyərək yaddaşların yox olmasına imkan verir. Daha gec zamanlayıcılar isə daha tədricən işə düşərək əhəmiyyətli təcrübələrə davam etmək üçün lazım olan struktur dəstəyi verir. Bu araşdırmada təkrar vaciblik göstəricisi kimi istifadə edildi və tədqiqatçılara tez-tez təkrarlanan kontekstləri təsadüfi olaraq görülənlərlə müqayisə etməyə imkan verdi.

Komanda yaddaşları qorumaq üçün vacib olan üç transkripsiyalı tənzimləyici müəyyən etdi: talamusda Camta1 və Tcf4, ön singulat korteksdə isə Ash1l. Bu molekullar ilkin yaddaşı formalaşdırmaq üçün tələb olunmasa da, onun qorunması üçün kritik əhəmiyyətə malikdir. Camta1 və Tcf4-ün pozulması talamus və korteks arasındakı əlaqələri zəiflətdi və yaddaş itkisinə səbəb oldu.

Modelə görə, yaddaşın formalaşması hipokampusda başlayır. Camta1 və onun hədəfləri erkən yaddaşı bütöv saxlamağa kömək edir. Zaman keçdikcə, Tcf4 və onun hədəfləri hüceyrə yapışmasını və struktur dəstəyi gücləndirmək üçün aktivləşir. Nəhayət, Ash1l xromatin yenidən formalaşma proqramlarını təşviq edərək yaddaş sabitliyini möhkəmləndirir.

Rajasethupathy deyir: "Əgər yaddaşları bu zamanlayıcılar vasitəsilə təşviq etməsəniz, biz inanırıq ki, onu tez bir zamanda unutmağa meylli olacaqsınız."

Biologiya Boyunca Paylaşılan Yaddaş Mexanizmləri

Ash1l, digər sistemlərdə yaddaşa bənzər funksiyaları qorumağa kömək edən histon metiltransferazaları kimi tanınan protein ailəsinin bir hissəsidir. Rajasethupathy deyir: "İmmun sistemdə bu molekullar orqanizmin keçmiş infeksiyaları xatırlamasına kömək edir; inkişaf zamanı eyni molekullar hüceyrələrin neyron və ya əzələ olduğunu xatırlamasına və bu şəxsiyyəti uzun müddət qorumasına kömək edir. Beyin koqnitiv yaddaşları dəstəkləmək üçün hüceyrə yaddaşının bu geniş yayılmış formalarını yenidən istifadə edə bilər."

Bu kəşflər nəticədə tədqiqatçılara yaddaşla əlaqəli xəstəlikləri həll etməyə kömək edə bilər. Rajasethupathy qeyd edir ki, yaddaşı qoruyan gen proqramlarını anlayaraq, alimlər Alzheimer⁶ kimi vəziyyətlərdə yaddaş yollarını zədələnmiş beyin bölgələrindən yönləndirə bilərlər. "Əgər yaddaşın möhkəmləndirilməsi üçün vacib olan ikinci və üçüncü sahələri biliriksə və birinci sahədə neyronlar ölərsə, bəlkə də zədələnmiş bölgəni aşaraq beyinin sağlam hissələrinin işi öz üzərinə götürməsinə imkan verə bilərik," o deyir.

Növbəti Addımlar: Yaddaş Zamanlayıcı Sistemini Dekodlaşdırmaq

Rajasethupathynin komandası indi bu molekulyar zamanlayıcıların necə aktivləşdiyini və onların müddətini nəyin müəyyən etdiyini üzə çıxarmağı hədəfləyir. Buraya beyinin bir yaddaşın əhəmiyyətini necə qiymətləndirdiyi və nə qədər müddət qalmalı olduğuna necə qərar verdiyini araşdırmaq daxildir. Onların işi bu qərar qəbul etmə prosesində talamusun mərkəzi roluna işarə etməyə davam edir.

Rajasethupathy bildirir: "Biz yaddaşın hipokampusdakı ilkin formalaşmasından sonrakı həyatını anlamaqda maraqlıyıq. Düşünürük ki, talamus və onun kortekslə paralel kommunikasiya axınları bu prosesdə mərkəzi rol oynayır."

24 saat