Нейробиологи из Гейдельбергского университета определили, что кальций в ядре клетки является клеточным "выключатель" отвечает за формирование долговременной памяти. Используя плодовую мушку Drosophila melanogaster в качестве модели, команда под руководством профессора. Доктор. Кристоф Шустер и проф. Доктор. Хильмар Бадинг исследует, как мозг учится. Исследователи хотели знать, какие сигналы в мозге отвечают за формирование долговременной памяти и за формирование участвующих в ней специальных белков. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Signaling.
Команда из Междисциплинарного центра нейронаук (IZN) измерила уровни ядерного кальция с помощью флуоресцентного белка в ассоциативных и обучающих центрах мозга насекомого, чтобы исследовать любые изменения, которые могут произойти в процессе обучения. Их работа с плодовой мушкой выявила кратковременные скачки уровня кальция в ядрах клеток определенных нейронов во время обучения. Именно этот кальциевый сигнал исследователи определили как пусковой механизм генетической программы, контролирующей производство "белки памяти". Если этот ядерный переключатель кальция заблокирован, мухи не могут формировать долговременную память.
Проф. Шустер объясняет, что эволюционные пути насекомых и млекопитающих разделились примерно 600 миллионов лет назад. Несмотря на этот значительный пробел, некоторые жизненно важные процессы, такие как формирование памяти, используют аналогичные клеточные механизмы у людей, мышей и мух, как показали эксперименты исследователей. "Эти общие черты указывают на то, что формирование долговременной памяти – это древний феномен, уже присутствующий у общих предков насекомых и позвоночных. Оба вида, вероятно, используют аналогичные клеточные механизмы для формирования долговременной памяти, включая ядерный переключатель кальция", Шустер продолжает.
Исследователи IZN предполагают, что аналогичные переключатели, основанные на сигналах ядерного кальция, могут найти применение в других областях – по-видимому, всякий раз, когда организмам необходимо адаптироваться к новым условиям в долгосрочной перспективе. "Память о боли, например, или определенные защитные функции и функции выживания нейронов также используют этот ядерный переключатель кальция", говорит проф. Bading. Этот сотовый переключатель может больше не работать у пожилых людей, что, по мнению Бадинга, может объяснить снижение памяти, обычно наблюдаемое в пожилом возрасте. Таким образом, открытия нейробиологов Гейдельберга открывают новые перспективы для лечения возрастных и связанных с болезнью изменений функций мозга.