14.3 °C
Gluži zinātniski īslaicīgās atmiņas pārvēršanos ilglaicīgajā atmiņā dēvē par atmiņas konsolidāciju, turklāt neirobiologi turpina mēģināt vismaz saprast, kā un kāpēc kaut kas tāds vispār notiek. Savulaik jau ir izdevies noskaidrot, ka atmiņas konsolidācija sevišķi labi īstenojas miega laikā. Proti, lai varētu iegaumēt neilgi pirms eksāmena mācību grāmatā izlasīto, nepieciešams labi izgulēties, un tad attiecīgā informācija, kā mēdz teikt, labāk nogulsnēsies galvā jeb tātad pāries uz ilglaicīgo glabātavu. Un tas vispār ir viens ļoti interesants, aizraujošs process.
I
Pētnieki fiksējuši pietiekami daudz pierādījumu tam, ka pastāv miega un atmiņas cieša saistība. Piemēram, ASV pavalsts Kalifornijas speciālisti no Riversaidas universitātes atklājuši, ka miegazāles ne tikai normalizē miegu, bet vienlaikus arī ievērojami uzlabo atmiņu. Savukārt viņu kolēģi turpat no Losandželosas universitātes jau spējuši aprakstīt smadzenēs notiekošos informatīvos procesus, kas saistīti ar atmiņas konsolidāciju miega laikā.
Tāpat apgalvots: tas, ka tik ļoti svarīgs process noris tieši miegā, pat nemaz neesot nekas īpaši pārsteidzošs, jo faktiski jau sen esot zināms – miegs ir tikai cita smadzeņu aktivitātes forma, un nekas vairāk. Ir uzskats, ka specifiskie neironu impulsi jeb smadzeņu “miega” viļņi cita starpā saistīti arī ar to, ka cilvēka nervu sistēma, kamēr netraucē nekādi ārējie signāli, nodarbojas ar dienas laikā apgūtās informācijas apstrādāšanu un šķirošanu. Taču tas, kā šādos apstākļos uzvedas neironi, kādi šūnas un molekulārie mehānismi te iesaistīti, biologiem vēl ļoti ilgu laiku bija palicis nenoskaidrots.
Lai beidzot noskaidrotu, kas tad īsti ar neironiem notiek atmiņas konsolidācijas laikā, amerikāņu pētnieku grupa no Ņujorkas universitātes Veņa Bjao Gaņa vadībā speciāli izveidoja ģenētiski modificētu peli, kurai motorās garozas neironos sintezējās fluorescējoša olbaltumviela. Ar tās palīdzību pavērās iespēja novērot izmaiņas nervu šūnās, piemēram, kur un kad veidojas dendrīta dzelkšņi – īpaši izaugumi uz nervu šūnu dendrītu veidojumiem. Tāda dzelkšņa uzrašanās liecina par to, ka šajā vietā neirons ir gatavs veidot kontaktu ar citu neironu jeb, citiem vārdiem sakot, dzelksnis uzstājas kā priekšvēstnesis sinapsei. Bet, kā zināms, pateicoties sinapsēm, veidojas neironu ķēdes, kas nepieciešamas informācijas iegaumēšanai. Kad cilvēks, piemēram, mācās braukt ar velosipēdu, viņa smadzenēs veidojas pilnībā jaunas nervu ķēdītes, kas radušās kā atbilde uz nepieciešamību jaunā veidā koordinēt muskuļu piepūli. Pēc tā, kad cilvēks atkal kāpj uz velosipēda, šīs nervu ķēdītes atkal ieslēdzas – ja vien, protams, tās kaut kādu iemeslu dēļ nav sabrukušas, ja starp neironiem esošās sinapses nav izzudušas. Un, vēl uz mirkli atgriežoties pie dendrītu dzelkšņiem, jāpiebilst, ka tie liecina par neirona reakciju uz jauniegūto informāciju un gatavību to iegaumēt.
II
Un pelēm, patiesību sakot, attiecīgajā eksperimentā arī uzrīkoja kaut ko ļoti līdzīgu velosipēdam: dzīvniekiem vajadzēja saglabāt līdzsvaru uz kustīgas nūjiņas, kas turklāt turpināja griezties aizvien ātrāk. Laika gaitā peles iegaumēja, kas tām jādara, tāpēc praktiski vairs nekrita nost no nūjiņas. Tostarp motorās garozas neironiem uzradās tie paši dendrītu izaugumi – šūnas attiecīgi saprata, ka jaunais stimuls ir ļoti svarīgs organismam, un gatavojās veidot jaunas ķēdītes.
Tad pētnieki mainīja eksperimenta nosacījumus: peles uz kustīgas nūjiņas trenēja vienu stundu, bet pēc tā daļu dzīvnieku nolika gulēt uz septiņām stundām, savukārt citām vēl tikpat ilgu laiku nācās palikt nomodā. Izrādās, tām pelēm, kurām bija atļauts pagulēt, dendrīta dzelkšņi izauga aktīvāk jeb, citiem vārdiem sakot, miegs palīdzēja nervu šūnām noskaņoties uz jaunas informācijas iegaumēšanu.
Pat vēl vairāk – izrādās, dendrītu izaugumu rašanās raksturs bija atkarīgs no tā, tieši kādu vingrinājumu vajadzēja izpildīt. Piemēram, ja pelei bija jāpārvietojas pa kustīgo nūjiņu vienā virzienā, dzelkšņi uzradās uz vienas dendrītu daļas, bet tad, ja vajadzēja pārvietoties pretējā virzienā, dzelkšņi parādījās uz citiem dendrītiem. Proti, neironu izaugumu šūnu morfoloģija bija atkarīga no tā, tieši kādu informāciju vajadzēja apstrādāt.
Un, visbeidzot, neirobiologiem izdevās apliecināt to, ka motorās garozas šūnas, no kurām bija atkarīga vingrinājumu izpildīšana, aktivizējas tieši miega lēni viļņveidīgās fāzes laikā. Un tāda aktivācija miega laikā bija svarīga jau daudzkārt pieminēto dzelkšņu tapšanas procesā: ja šūnu “miega” aktivitāti apspieda, dzelkšņi vispār nemaz neveidojās. Tas lielā mērā līdzinājās tam, it kā smadzenes atkal pašas sev atskaņotu to, ko tām bija nepieciešams veikt nomoda laikā. Proti, atskaņoja to tāpēc, lai varētu labāk iegaumēt.
Rezultātā pētnieki izsecināja, ka veidojas šāda shēma: neironi nomoda laikā saņem kaut kādu stimulu vai arī veic kaut kādu procedūru, bet pēc tā miega laikā šīs šūnas atkal aktivizējas, un šāda atkārtota aktivācija stimulē šūnu pārbūves, kas savukārt sekmē stimula ilgtermiņa iegaumēšanu. Tiesa, neirobiologiem jau sen bija gluži noteiktas aizdomas, ka tieši tā tas viss arī notiek, taču tikai tagad viņiem izdevies tam iegūt pilnībā drošu eksperimentālo apstiprinājumu, un turklāt tas noticis eksperimentos nevis ar, piemēram, kaut kādām drozofilām, bet gan ar zīdītāju smadzenēm. Lai gan, protams, pētniekiem tagad vēl nāksies noskaidrot arī to, tieši kādi molekulārie procesi šajā gadījumā iedarbināti, kādi gēni un olbaltumvielas pārvalda dendrītu dzelkšņu palielināšanos miega laikā, kādi signālu ceļi šeit darbojas, un daudz ko tamlīdzīgu.
Vēl saistībā tieši ar jau pieminētajām drozofilām var piebilst, ka pirms dažiem gadiem amerikāņu pētnieki no Vašingtonas universitātes Sentluisā un Viskonsinas universitātes Medisonā jau bija veikuši tamlīdzīgus eksperimentus ar augļu mušiņām, un tajā reizē iegūtie rezultāti pauda faktiski tieši to pašu, proti – miegs nepieciešams atmiņas konsolidācijas nolūkā. Taču vienlaikus neirobiologi novēroja arī drozofilu smadzeņu attīrīšanos no sinapsēm, jo notika kaut kas ļoti līdzīgs nervu kontūru rediģēšanai, neironu attīrīšanai no nevajadzīgajām saitēm, kas atņemtu resursus vajadzīgajiem kontaktiem.
Visdrīzāk, tāda nevajadzīgo sinapšu aizvākšana nav kaut kāds īpaši specifisks process, kas varētu būt raksturīgs tikai kukaiņiem (vai galvkājiem, vai bezmugurkaulniekiem), un augstāko dzīvnieku smadzenēs atmiņas “miega” nostiprināšanas momentā līdztekus jaunu sinapšu veidošanai notiek arī veco sinapšu pārtraukšana. Un par to, ka tas tā patiešām arī ir, pētniekiem vēl atliek pārliecināties kādā no nākamajiem eksperimentiem.
