Bagaimana protein kunci meningkatkan memori, belajar di otak orang dewasa
Protein yang memainkan peran kunci dalam perkembangan saraf awal juga penting untuk pembelajaran dan memori di otak orang dewasa.
Protein, yang disebut netrin, memperkuat hubungan antar sel otak.
Ini menurut penelitian terbaru yang dipimpin oleh Montreal Neurological Institute and Hospital (The Neuro), sebuah lembaga pengajaran dan penelitian Universitas McGill di Kanada.
Para ilmuwan sudah mengetahui bahwa netrin sangat penting untuk perkembangan otak embrio dan bayi, di mana ia membantu membuat hubungan antara sel-sel otak, atau neuron.
Penelitian terbaru mengungkapkan bahwa protein juga memperkuat koneksi saraf, atau sinapsis, di hipokampus otak orang dewasa, area yang terlibat dalam memori dan pembelajaran.
Jurnal Laporan Sel baru-baru ini menerbitkan sebuah makalah tentang penelitian tersebut, yang dilakukan tim pada sel-sel dari otak tikus yang sedang berkembang dan dewasa.
“Itu adalah misteri,” komentar penulis studi senior Dr. Timothy E. Kennedy, yang menjalankan laboratorium penelitian di The Neuro, “mengapa neuron terus membuat netrin di otak orang dewasa setelah semua koneksi dibuat saat masih bayi.”
Kunci molekul untuk penguatan sinaps
Menurut Dr. Kennedy, para ilmuwan melihat bahwa neuron melepaskan netrin saat ia aktif. Protein memperkuat koneksi ke neuron tetangga dengan memberi sinyal pada dua neuron untuk "membuat sinaps lebih kuat".
Studi terbaru mengikuti rangkaian panjang pekerjaan yang dimulai hampir 7 dekade lalu ketika Donald Hebb, seorang profesor psikologi di McGill University, mengusulkan gagasannya tentang bagaimana otak belajar dan membuat ingatan.
Apa yang kemudian memperoleh gelar Teori Hebbian, idenya bertujuan untuk menjelaskan bagaimana sirkuit saraf berkembang sebagai hasil dari pengalaman.
Hebb menyatakan bahwa kekuatan atau kelemahan koneksi sinaptik bergantung pada seberapa sering mereka digunakan: semakin sering digunakan, semakin kuat dan cepat koneksi tersebut.
Dalam bukunya tahun 1949 Organisasi Perilaku: Teori Neuropsikologis, dia menggambarkan bagaimana dia membayangkan proses penguatan sinapsis. Ketika satu neuron cukup dekat dengan yang lain dan terus menembakkannya, "beberapa proses pertumbuhan atau perubahan metabolisme terjadi di satu atau kedua sel".
“Kami berkata,” jelas Dr. Kennedy, “bahwa mekanisme molekuler baru ini, yang kami temukan 69 tahun kemudian, adalah inti dari teori ini.”
Perubahan sinaptik mendasari memori, pembelajaran
Itu adalah publikasi pada tahun 1957 dari makalah inovatif oleh Brenda Milner, yang menyelesaikan gelar doktor di The Neuro di bawah pengawasan Hebb, yang memperkenalkan gagasan bahwa hipokampus otak memainkan peran penting dalam beberapa jenis memori dan pembelajaran.
“Jika Anda merebusnya menjadi satu molekul,” lanjut Dr. Kennedy, “pelepasan netrin yang diatur sangat penting untuk jenis perubahan sinaptik yang mendasari perubahan dalam neuron yang terlibat dalam pembelajaran dan memori, seperti yang dilakukan Milner. membicarakan tentang."
Dia dan rekan-rekannya juga mengamati bahwa, untuk memperkuat sinapsis, netrin harus dilepaskan ke "ruang ekstraseluler".
Ini membuat mereka bertanya-tanya peluang tambahan apa untuk berinteraksi dengan neuron lain yang mungkin diberikannya.
Studi gen telah mengimplikasikan keterlibatan netrin dalam penyakit yang merusak jaringan otak, termasuk sklerosis lateral amiotrofik, penyakit Parkinson, dan penyakit Alzheimer. Namun, ini belum mengidentifikasi mekanisme yang mendasari.
'Target yang sebelumnya belum ditemukan'
Secara keseluruhan, pekerjaan ini secara nyata meningkatkan pemahaman kita tentang bagaimana otak membentuk dan menyimpan ingatan, kata tim tersebut.
Ia juga ”menawarkan target baru yang belum ditemukan untuk penyakit yang memengaruhi fungsi memori”, kata penulis utama studi Stephen Glasgow, seorang rekan peneliti di The Neuro.
Dr. Kennedy menyarankan bahwa cara ideal untuk mempertahankan fungsi memori adalah dengan memiliki obat yang menargetkan aktivitas molekuler di sinapsis.
Studi terbaru tentang otak orang dewasa telah menemukan banyak koneksi sinaptik yang tidak aktif. Tidak ada yang salah dengan mereka - mereka hanya "dimatikan, seperti bola lampu," jelasnya.
Dia berspekulasi bahwa mungkin ada "reservoir sinapsis yang dapat digunakan untuk mengubah kekuatan koneksi antar neuron."
Jika itu yang terjadi, dia dan rekan-rekannya percaya bahwa mereka telah "menemukan mekanisme molekuler untuk menghidupkan sinapsis tersebut."
Dengan pemikiran seperti itu, mereka sekarang berencana untuk mencari tahu apa yang terjadi pada neuron ketika mereka memasok atau menghilangkan netrin.
Kami telah mengidentifikasi target besar obat-obatan.
Timothy E. Kennedy
