გრძელვადიანი მეხსიერების საფუძველი, ნეირონების თვისებაა, რომელიც იმაში მდგომარეობს, რომ მათ ერთმანეთში დიდი ხნით შეუძლიათ კონტაქტის შენარჩუნება. როგორც აღმოჩნდა მისი ფორმირება ხდება აქტინური ციტოჩონჩხის ხარჯზე, რომელიც უზრუნველყოფს ნეირონული კონტაქტის სიმყარეს, მოკლე ნერვული იმპულსის საპასუხოდ.
მეცნიერები დარწმუნებულნი არიან, რომ ადამიანის გრძელვადიანი მეხსიერების საფუძველს ე.წ გრძელვადიანი პოტენციაციის მოვლენა წარმოადგენს. მისი არსი — ნეირონებს შორის ხანგრძლივ შეერთებაში მდგომარეობს, რომელიც ინახება ელექტრული იმპულსის გაქრობის შემდეგაც. თუ სიგნალი ისევ გაივლის იმავე გზას, მისი გახსენება უფრო მარტივი იქნება, იმიტომ, რომ ნეირონულმა “მავთულებმა” შეინარჩუნეს კონტაქტი.
ასევე, აქამდე უცნობი იყო თუ როგორ მყარდებოდა ეს კონტაქტი.
მკვლევარებმა, დიუკის უნივერსიტეტის მედიცინის ცენტრიდან აღწერეს ბიოქიმიური სასიგნალო ჯაჭვი, რომელიც ნეირონებს საშუალებას აძლევს ერთმანეთს შორის, 10 წუთამდე ხანგრძლივობის სიგნალის არსებობის შემთხვევაში შექმნან გრძელვადიანი კავშირები. გრძელვადიან მეხსიერებაზე პასუხისმგებლები აღმოჩნდნენ სასიგნალო ცილები, რომლებიც აკონტროლებენ ნეირონების აქტინური ციტოჩონჩხის მდგომარეობას. სწორედ აქტინი ქმნის იმ “ბოძს” ელექტრული ხაზებისათვის, რაც არ აძლევს ამ ნეირონებს “მავთულებს” გაწყვეტის საშუალებას.
გრძელვადიანი პოტენციაცია ირთვება სინაფსში იონების დიდი ნაკადით. მეცნიერებმა შეძლეს დაეფიქსირებინათ ზუსტად, თუ როგორ უზრუნველოფს სინაფსის სტრუქტურის მყარ ცვლილებას 0.1 წამის ხანგრძლივობის მოკლე სიგნალი. ამისათვის მეცნიერები იყენებდნენ მიკროსკოპიის განსაკუთრებულ მეთოდს, რომელიც შემუშავებულია მათსავე ლაბორატორიაში: ტექნოლოგია იძლევა ინდივიდუალურ სინაფსში მოლეკულური გადანაცვლებების დაკვირვების საშუალებას უჯრედების მყარი შეერთებისას.
როგორც აღმოჩნდა, კალციუმის იონები რთავენ ერთ-ერთ პროტეინ კინაზს. კინაზი ეს არის ფერმენტი, რომლებსაც შეუძლიათ სხვა ცილების აქტივობაზე მოქმედება, მათგან ფოსფატების ან მომატებით ან მოხსნით. კინაზა — CaMKII ააქტიურებს ორ სხვა ცილას, Rho და Cdc42, რომლებიც უშუალოდ აგებენ პასუხს აქტინური ციტოჩონჩხის მდგომარეობაზე, მის ფორმაზე და გადანაცვლებებზე. დეტალურად გრძელვადიანი მეხსიერების მოლეკულური მექანიზმების შესახებ შეგიძლიათ ჟურნალ Nature-ში გამოქვეყნებულ სტატიაში წაიკითხოთ.
ციტოჩონჩხის კინეზის და რეგულატორი ცილების მოქმედება გრძელდება იმაზე ბევრად დიდ ხანს, ვიდრე კალციუმის სიგნალი. სწორედ გრძელვადიანი ბიოქიმიური რეაქცია იძლევა დიდხნიანი სინაფსის ფორმირების საშუალებას, რისი წყალობითაც ჩვენ შეგვიძლია სწავლა და დამახსოვრება. აღსანიშნავია ისიც, რომ ისეთი დაავადებებისას როგორიცაა გონებაჩლუნგობა და ალცგეიმერის სინდრომი, აღინიშნება სწორედ Rho- და Cdc42 ბიოქიმიური სიგნალების დარღვევა. კვლევების შედეგები დაგვეხმარება არა მხოლოდ გრძელვადიანი მეხსიერების ბუნების გაგებაში, არამედ მისი მეშვეობით შესაძლოა მძიმე ნევროლოგიური დაავადებების განკურნვის გზების დასახვაც.
გამოყენებულია PhysOrg-ის მასალები.