Koje restorane zbog savršene hrane obožavate posjećivati, a u kojima hrana baš i nije toliko dobra? Na kojim mjestima ćete sigurno uživati, a na kojima stvari možda baš i neće ispasti toliko dobro? Za svaku osobu, a to vrijedi čak i za životinje, informacije o ugodnim i neugodnim iskustvima od ključne su važnosti. Istraživači s Nencki Instituta u Varšavi otkrili su kako i gdje se u mozgu spremaju sjećanja na ugodna iskustva.
Kako su objasnili istraživači s Nencki Instituta za eksperimentalnu biologiju u Varšavi, ugodna sjećanja spremaju se u dijelu mozga poznatom kao središnja jezgra amigdala. Rezultate je prikupio tim istraživača koje su vodili prof. Leszek Kaczmarek i dr. Ewelina Knapska, a oni su objavljeni u časopisu Journal of Neuroscience. Prema rezultatima ovog istraživanja, samo jedan protein ima glavnu ulogu u cijelom procesu pamćenja ugodnog iskustva. Istraživači se nadaju da bi u budućnosti ovi rezultati mogli pomoći u dizajniranju efektivnijih tretmana nekih psihičkih bolesti, kao što su ovisnosti, depresija, pa čak i shizofrenija.
“Želimo da nam naše istraživanje pomogne razumjeti odnos između uma i mozga kroz proučavanje pamćenja, koje je od osnovne važnosti za um. Bez pamćenja um ne postoji”, izjavio je prof. Kaczmarek objašnjavajući kontekst istraživanja.
Neurobiolozi razlikuju različite vrste pamćenja, a one najosnovnije podjele tipične su po svojim jednostavnim suprotnostima. Pa tako imamo dugoročno i kratkoročno pamćenje, zatim deklarativno (koje se odnosi se na događaje i informacije) i proceduralno (pamćenje o akcijama, ponašanjima). Istraživači s Nencki Instituta usmjerili su se na još jednu dihotomiju koja ima veliku važnost za svaku životinju. Ta se podjela odnosi na apetitivno pamćenje povezano sa sjećanjima na ugodna iskustva i emocije, te averzivno pamćenje, koje je povezano s neugodnim doživljajima.
Eksperimentalna istraživanja ljudskog pamćenja često nailaze na osnovni problem. Naime, ponekad nema dovoljno volontera za istaživanje. Nitko zdravog razuma ne bi olako pristao na istraživanje koje uključuje proučavanje njegovog vlastitog pamćenja. Na sreću, pamćenje i um općenito nisu prisutni samo kod ljudi, pa tako mnoge mentalne aktivnosti tipične za ljude možemo naći i u umovima nekih životinja. Upravo zbog toga su znanstvenici s Nencki Instituta odlučili provesti svoj eksperiment na miševima.
Njihovo istraživanje pamćenja provedeno je na miševima u tzv. inteligentnim kavezima. U svakom kutu takvog kaveza smještene su po dvije bočice vode, a kako bi dobio vodu, miš mora doći u kut i njuškom pritisnuti određenu bočicu. Ovisno o vrsti eksperimenta, miš će ili dobiti vodu, ili će doživjeti bezopasno, ali neugodno lagano puhanje zraka na njušku. Svi miševi u kavezu nose individualne identifikacijske čipove, pa zbog toga istraživači mogu točno reći koje odluke pripadaju kojem mišu.
Ovakvi kavezi omogućavaju provođenje različitih vrsta eksperimenata. Npr., ako su u samo jednom kutu postavljene bočice slatke vode, što predstavlja apetitivni podražaj, na ovaj način može se kod miševa istraživati učinkovitost spacijalnog pamćenja (pamćenje vezano uz snalaženje u prostoru). Nešto suptilniji eksperimenti su također mogući, npr. kod postavljanja samo jedne bočice slatke vode od ukupno dvije u odabranom kutu. U toj situaciji miš mora zapamtiti ne samo kut u kojem se nalazi slatka voda, nego i točnu bočicu u kojoj se ona nalazi.
Prije 25 godina istraživači s Nencki Instituta primijetili su promjene u aktivnosti gena poznatog pod imenom c-fos u živčanim stanicama tijekom učenja. Jedan od proteina, čija je proizvodnja regulirana proteinom kodiranim c-fos genom, je MMP-9 enzim, aktivan izvan stanice. Znanstvenici su sada odlučili istražiti ulogu ovog enzima u pamćenju ugodnih i neugodnih iskustava. Kako bi to saznali, proveli su niz eksperimenata na miševima, i to ili na onima kojima u potpunosti nedostaje taj protein, ili na onima koji selektivno blokiraju taj protein unutar amigdala. Amigdala je mala struktura unutar cerebralne hemisfere i nalazi se u bazi mozga, blizu hipokampusa, a sastoji se od dvije grupe jezgara odgovornih za urođene i stječene emocionalne reakcije, kao što su smijeh i strah.
Nakon što su proveli sve eksperimente u nizu, istraživači su bili veoma iznenađeni rezultatima. Naime, kad su miševe na kojima se provodilo istraživanje stavili u kaveze, miševi u kontrolnoj grupi, odnosno oni s normalnim količinama MMP-9 enzima, nakon tri dana učenja u kavezima gotovo su uvijek odabrali pravi kut sa slatkom vodom. No, miševi bez MMP-9 enzima ponašali su se značajno drugačije, točnije, nisu pokazivali nikakve preferencije prema nekom kutu. U isto vrijeme, svi miševi su pokazivali jednako dobro sjećanje na kut u kojem su doživjeli neugodno iskustvo, tj. puhanje zraka na njušku. Također, selektivno blokiranje MMP-9 enzima samo u središnjim dijelovima amigdala stvorilo je jednak efekt, pa tako ni kod tih miševa nije bilo stvoreno pamćenje o tome gdje se nalazi slatka voda.
“Rezultati su jasni. Ugodna iskustva zapamćena su zbog promjena u plastičnosti unutar neurona u središnjoj jezgri amigdala”, rekao je prof. Kaczmarek. “Osim toga, pokazali smo da je samo jedan protein, točnije MMP-9, odgovoran za učenje iz ugodnih iskustava i njihovo zapamćivanje. No, u isto vrijeme ovaj protein nema nikakvog utjecaja na pamćenje neugodnih iskustava. Ovo su veoma važni nalazi, a da budem iskren, njihovo otkrivanje bilo je vrlo ugodno”, dodao je prof. Kaczmarek.
Rezultati ovog istraživanja, koje potječe od eksperimenata provedenih na istom institutu u zadnjih 25 godina, imaju veliku znanstvenu važnost zbog toga što objašnjavaju procese učenja i apetitivnog pamćenja spajanjem dvaju naizgled vrlo udaljenih pristupa u neurobiologiji – sustavnog, koji je vezan uz proučavanje cijelih moždanih struktura kao što su središnje jezgre amigdala, te molekularnog, koji proučava fizičke i kemijske procese odgovorne za različite funkcije živčanih stanica, u kojima ima ulogu i MMP-9 protein.
Izvor: Nencki Institute of Experimental Biology
