Ringkasan: Pembentukan memori jangka panjang tergantung pada proses pembelajaran saraf endogen dan pengulangan peristiwa.

sumber: Universitas New York

Ingatan jangka panjang bergantung pada pengulangan peristiwa dan proses pembelajaran saraf yang kompleks untuk membuat ingatan ini bertahan, sebuah studi baru oleh tim ahli saraf menunjukkan.

Temuannya memberikan pemahaman yang lebih rinci tentang bagaimana jenis ingatan ini terbentuk serta wawasan tentang apa yang mungkin mengganggu pembentukannya.

Menjelaskan Nikolai F. Prosiding National Academy of Sciences (PNAS).

Namun, mekanisme otak lebih kompleks dari itu. Penelitian kami menunjukkan bahwa efek dari peristiwa berulang individu berinteraksi dengan cara yang lebih halus dan memiliki peran berbeda dalam bekerja untuk membentuk ingatan jangka panjang — tidak hanya neuron yang dapat merasakan pengulangan, tetapi juga peringkat dari pengalaman berulang dan informasi ini dapat digunakan untuk membedakan antara pola yang berbeda dari peristiwa ini dalam membangun ingatan.”

“Misalnya, neuron dapat membedakan antara dua peristiwa dalam urutan intensitas yang meningkat dan dua peristiwa yang sama dalam urutan yang berlawanan, menciptakan memori hanya jika intensitasnya meningkat dari waktu ke waktu,” tambahnya.

Para peneliti, yang juga termasuk Thomas Caro, seorang profesor di NYU’s Center for Neurosciences, dan Tasnim Tabsum, seorang peneliti di NYU, berusaha untuk lebih memahami apa yang ada di balik proses saraf yang terdokumentasi dengan baik – khususnya, bahwa peristiwa berulang merangsang memori jangka panjang. di mana peristiwa gagal individu untuk melakukannya.

Apa yang tidak jelas? Bagaimana Peristiwa berulang berinteraksi satu sama lain untuk membentuk memori.

Untuk mengeksplorasi pertanyaan ini, para sarjana telah mempelajari Alessia Californiasiput laut di california. alessia Ini adalah organisme khas untuk jenis penelitian ini karena ingatannya yang sederhana dipahami dengan baik pada tingkat molekuler dan seluler.

Neuron yang mengendalikannya dapat diisolasi dan dipelajari dalam cawan petri, seperti yang dilakukan penulis penelitian di sini, mereproduksi semua komponen penting dari pembentukan memori.

Para peneliti ‘melatih’ neuron-neuron ini dengan menerapkan impuls kimia yang berulang-ulang alessiaRespon rangsangan, seperti kejutan listrik ringan, biasanya digunakan dalam eksperimen.

Kemudian mereka memantau penguatan jangka panjang dari koneksi antar neuron, sehingga mensimulasikan pembentukan memori jangka panjang dan kemudian memantaunya.

“Belajar dari dua pengalaman adalah metode di mana alessiaatau bahkan terisolasi alessia “Neuron dapat disintesis untuk membentuk memori jangka panjang setelah dua percobaan,” jelas Kokushkin, seorang peneliti di Pusat Ilmu Saraf Universitas New York dan asisten profesor klinis studi liberal di Universitas New York.

“Uji coba tunggal tidak berpengaruh, tetapi dua uji coba, jika diberi jarak waktu yang tepat, memiliki efek.”

Sebagai bagian dari eksperimen ini, para peneliti secara khusus memeriksa aktivitas protein ERK yang dihasilkan, yang diperlukan untuk memori.

Sebelumnya, para ilmuwan percaya bahwa aktivasi ERK harus terakumulasi selama proses pembelajaran. Tapi di PNAS Dalam studi tersebut, para peneliti menemukan dinamika yang lebih kompleks: “tarik-tarik” antara molekul yang mengaktifkan ERK (dan dengan demikian mendukung memori) dan mereka yang menonaktifkannya (dan dengan demikian konflik memori).

Mereka mencatat bahwa setelah hanya satu percobaan, sisi terganggu dari ‘tarik-menarik’ menang dan aktivitas ERK dinonaktifkan, mencegah pembentukan memori. Sebaliknya, percobaan kedua diperlukan untuk mencegah diskon Dalam aktivitas ERK, memungkinkan ingatan mengambil alih.

Para ilmuwan menggunakan berbagai bentuk prosedur pelatihan – modifikasi yang memengaruhi memori secara berbeda tergantung pada pola stimulasi. Mereka memodifikasi “intensitas” acara pelatihan individu dengan mengubah konsentrasi bahan kimia yang digunakan untuk meniru kejutan listrik.

Ketika dua percobaan pelatihan memasukkan peristiwa dengan intensitas yang berbeda, hanya pola pelatihan ‘lemah-kuat’ yang menghasilkan memori jangka panjang, sedangkan urutan terbalik ‘kuat-lemah’ gagal melakukannya. Dengan kata lain, rangkaian percobaan yang sama hanya berpengaruh jika intensitasnya meningkat, tetapi tidak jika intensitasnya menurun seiring waktu.

Ini mungkin mewakili adaptasi evolusioner untuk memprioritaskan memori untuk rangsangan yang meningkat, para ilmuwan menyarankan — seperti yang mereka tunjukkan, peristiwa yang meningkat intensitasnya memiliki kekuatan prediksi yang lebih besar daripada yang berkurang intensitasnya.

“Pembentukan memori jangka panjang, kemudian, tergantung pada pihak mana yang bersaing dalam tarik ulur ERK yang menang dari waktu ke waktu,” jelas Kokoshkin.

Lihat juga

Tapi mungkin yang paling penting, penelitian ini menunjukkan bahwa efek dari peristiwa yang berulang tidak menumpuk begitu saja. Faktanya, mereka memiliki peran yang berbeda, seperti memulai dan mengkonfirmasi kepatuhan informasi ke memori jangka panjang.

“Neuron tidak hanya dapat merasakan pengulangan, tetapi juga peringkat rangsangan, dan mereka menggunakan informasi itu untuk membedakan antara pola-pola pengalaman yang berbeda. “

Pembiayaan: Penelitian ini didukung oleh hibah dari National Institutes of Health (1R01MH120300-01A1).

Tentang berita penelitian memori ini

pengarang: James Devitt
sumber: Universitas New York
Kontak: James Devitt – Universitas New York
gambar: Gambar ada di domain publik

pencarian asli: Akses ditutup.
“Waktu yang tepat dari fosforilasi / defosforilasi ERK menentukan hasil replikasi eksperimental selama pembentukan memori jangka panjangDitulis oleh Nikolai F. Kukushkin dan lainnya. PNAS

Ringkasan

Waktu yang tepat dari fosforilasi / defosforilasi ERK menentukan hasil replikasi eksperimental selama pembentukan memori jangka panjang

Belajar dari dua pengalaman dalam alessia Ini mengungkapkan interaksi nonlinier antara percobaan pelatihan: satu percobaan tidak berpengaruh, tetapi dua percobaan jarak dekat merangsang memori jangka panjang. Aktivitas regulator kinase ekstraseluler (ERK) sangat penting untuk interaksi antara ketidakteraturan, tetapi mekanismenya tetap belum terselesaikan.

Kombinasi alat imunohistokimia dan optik mengungkapkan kompleksitas pensinyalan ERK yang tidak terduga selama induksi fasilitasi sinaptik jarak jauh oleh dua pulsa serotonin (5-hydroxytryptamine, 5HT). Secara khusus, fosforilasi ERK ganda ketika direkayasa dengan TxY yang diaktifkan disertai dengan defosforilasi pada lokus pT, menghasilkan akumulasi pY-ERK yang tidak aktif dan terfosforilasi tunggal.

Fosforilasi dan defosforilasi terjadi secara bersamaan tetapi besarnya bervariasi dengan berbagai konsentrasi 5HT, dengan harapan bahwa protokol campuran dua percobaan yang terdiri dari pulsa 5HT “kuat” dan “lemah” harus peka terhadap urutan dan waktu percobaan yang tepat. Faktanya, fasilitasi sinaptik jarak jauh hanya diinduksi ketika impuls lemah dan kuat mendahului, dan bukan sebaliknya. Ini mungkin merupakan mekanisme fisiologis untuk memprioritaskan memori ancaman meningkat.